Das Projekt "Bestimmung der Reproduzierbarkeit und der Vergleichbarkeit bei der Messung der Abgasemissionen von Diesel-Pkw mit Partikelfilter" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von TÜV NORD Mobilität GmbH & Co. KG durchgeführt. A) Problemstellung: Es ist kurzfristig ein Forschungsvorhaben durchzuführen, in dem die Wiederholbarkeit und Vergleichbarkeit von Partikelmessungen auf niedrigstem Niveau an Diesel-PKW mit Partikelfilter untersucht wird, um die Machbarkeit des von BMU und UBA vorgeschlagenen EURO 5-Grenzwertes 1 .H.v. 2,5 mg/km zu belegen. Die Industrievertreter bezweifeln, dass ein Grenzwert von 2,5 mg/km mit den bestehenden Messverfahren für die Zwecke der Typprüfung sicher genug messbar ist. Das UBA hat dem BMU zu dieser Frage bereits mehrfach berichtet. Allerdings war das UBA dabei auf vorhandene ältere und z.T. lückenhafte Daten angewiesen, während zu erwarten ist, dass die Industrie ihren Standpunkt in Kürze durch umfangreiche neuen Daten unterstützen wird. Das o.a. Vorhaben ist notwendig, um in dieser Diskussion einen fundierten Standpunkt vertreten zu können. B) Handlungsbedarf (BMU/UBA): Das Forschungsvorhaben ist umgehend an die vom BMVBW offiziell benannte federführende Abgasprüfstelle, den RWTÜV, Essen, zu vergeben. Die schnelle Beibringung der Daten ist notwendig, damit belastbares Material für die anstehenden Diskussionen über zukünftige EURO 5-Grenzwerte zu Verfügung steht. Die Bundesregierung hat die EU-Kommission aufgefordert, entsprechende Vorschläge noch vor Ende 2004 vorzulegen, die im Vorfeld mit verschiedenen Parteien zu diskutieren sind. C) Ziel der Vorhabens ist es, die Reproduzierbarkeit und die Vergleichbarkeit bei der Messung der Abgasemissionen von Dieselfahrzeugen mit Partikelfilter nachzuweisen. Zu diesem Zweck soll die Abgasemissionen von drei verschiedenen Dieselfahrzeugen mit Partikelfilter gemessen werden. Die Abgasemissionen werden im Neuen Europäischen Fahrzyklus gemäß Richtlinie 98/69/EG bestimmt. Die Fahrzeuge werden von jeder Messung entsprechend der Richtlinie konditioniert. Die Messung der Emissionen erfolgt in drei verschiedenen Laboratorien unter Federführung und Aufsicht des RWTÜV.
Das Projekt "Was bestimmt die Konzentration von Aerosolpartikeln in der marinen Grenzschicht über dem atlantischen Ozean?" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Leibniz-Institut für Troposphärenforschung e.V. durchgeführt. Aerosolpartikel spielen eine wichtige Rolle für das regionale und globale Klima. Weltweit gibt es deshalb zahlreiche Messstationen, von denen allerdings nur ein kleiner Teil die marine Grenzschicht (MBL) erfasst, obwohl etwa 70% der Erdoberfläche mit Wasser bedeckt sind. Dieses Projekt soll dazu beitragen, das Wissen über Quellen und Austauschprozesse von Aerosolpartikeln in der MBL mithilfe einer Messkampagne über den Azoren im Nordostatlantik, welche nahezu unbeeinflusst von lokalen Quellen sind, zu verbessern.Die zentrale Hypothese ist, dass sowohl Ferntransport aus Nordamerika, als auch Partikelneubildung in der freien Troposphäre (FT) und an Wolkenrändern mit anschließendem Vertikaltransport wesentlich zur Anzahlkonzentration der Aerosolpartikel in der MBL beitragen. Das Verständnis der Partikelquellen und Senken zusammen mit dem vertikalen Partikelaustausch zwischen MBL und FT ist daher eine Grundvoraussetzung für die Vorhersagbarkeit der Partikelanzahlkonzentration in den unteren Schichten der MBL wo sie z.B. für die Wolkenbildung von großer Bedeutung ist. Diese Prozesse sind bisher über dem offenen Ozean nur unzureichend quantifiziert. Zur Verifizierung der Hypothese sollen vertikale Austauschprozesse und Partikelquellen über den Azoren mit hoher räumlicher Auflösung untersucht werden. Dazu werden mit einer am TROPOS entwickelten hubschraubergetragenen Messplattform Partikelanzahlkonzentration und Vertikalwind mit einer zeitlichen Auflösung gemessen, die erstmalig eine direkte Bestimmung des vertikalen turbulenten Partikelflusses in verschiedenen Höhen ermöglicht. Die hierfür notwendigen schnellen Partikelmessungen von mind. 10 Hz werden durch den Einsatz eines schnellen Partikelzählers ermöglicht, welcher am TROPOS im Rahmen eines abgeschlossenen DFG-Projektes entwickelt und erfolgreich eingesetzt wurde. Durch dieses Gerät ist es ebenfalls möglich zu prüfen, ob auch in dieser Region regelmäßig die Neubildung von Aerosolpartikeln an Wolkenrändern stattfindet, wie es an Passatwolken auf Skalen von wenigen Dekametern beobachtet wurde. Weiterhin werden Anzahlgrößenverteilungen von Aerosolpartikeln sowie Absorptionskoeffizienten bei drei Wellenlängen bestimmt. Damit sind Rückschlüsse auf die Herkunft der untersuchten Aerosolpartikel möglich.Da die Hubschrauberflüge zeitlich begrenzt sind und damit nur Momentaufnahmen darstellen, werden zusätzlich kontinuierliche Messungen der Partikelanzahlgrößenverteilung an zwei bodengebundenen Stationen installiert. Eine dieser Stationen ist wenige Meter über Meeresniveau gelegen, die andere auf 2200 m und somit in der FT. Damit wird auf der Basis kontinuierlicher Messungen über einen Zeitraum von einem Monat die Untersuchung der Austauschprozesse zwischen MBL und FT ermöglicht. Mit Hilfe der gewonnen Datensätze können Einflüsse globaler Klimaänderungen auf das lokale Klima und mögliche Rückkopplungseffekte über den Einfluss von Aerosol auf Wolken in dieser Region besser eingeordnet werden.
Das Projekt "Gas-Partikel-Wechselwirkung chlorierter Aromaten in der Müllverbrennung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Kernforschungszentrum Karlsruhe GmbH, Laboratorium für Aerosolphysik und Filtertechnik durchgeführt. Im vorliegenden Forschungsvorhaben wird die Gas-/Partikelverteilung polychlorierter Dibenzodioxine und -furane im Abgas von MVA's experimentell und modelltheoretisch untersucht. Ziel ist es, die Bedingungen herauszufinden, unter denen die Bildung dieser Schadstoffe minimal ist und ihre Einbindung in die Partikelphase maximal. Darauf aufbauend sollen Vorschläge gemacht werden, wie sich die Rückhaltung von PCDD/F kostengünstiger gestalten läßt. Aufgrund ihrer thermodynamischen Eigenschaften liegen die PCDD/F teilweise gasförmig und teilweise an Partikel gebunden vor. Der filtergängige Anteil kann über 50 % liegen und ist eine komplizierte Funktion mehrerer Parameter, wie z.B. Abscheidegrad des Filters, Temperatur, Dampfdrücke der PCDD/F, Staubkonzentration, Partikelgröße und Partikelzusammensetzung. Um die wichtigsten Einfluß-größen erkennen zu können, wird eine Vorgehensweise gewählt, in der Grundlagenexperimente unter wohl definierten Bedingungen durchgeführt, modelltheoretisch aufgearbeitet und mit Untersuchungen an realen MVA's verglichen werden. Im Rahmen des Vorhabens wurden der neue Versuchsstand AEOLA, die Partikelmeßtechnik und die Dioxinanalytik aufgebaut und Grundlagenexperimente durchgeführt. Als Referenzpartikel dienten fraktionierte Flugstäube (d kleiner als 20 mm) aus der Versuchsanlage TAMARA sowie aus den Müllverbrennungsanlagen Stuttgart und Mannheim. Als Referenzaromat diente ein nicht toxisches Dioxin (1,2,3,4,6,9 - HxCDD) mit mittlerem Dampfdruck. Bekannte Mengen Staub und Dioxin wurden an den Versuchsanlagen AGATE 2 und AEOLA getrennt in einen (beheizten) Luft- bzw. Rauchgasstrom eindosiert und die sich einstellende Gas-/Partikel-Verteilung wurde im Temperaturbereich 25-200 Grad Celsius gemessen. Es ergab sich, daß die Verteilung des HxCDD zwischen Gas- und Partikelphase von der Temperatur, dem Kohlenstoffgehalt der Partikel und der verfügbaren Partikeloberfläche (Porosität) abhängt. Bei geringem Kohlenstoffgehalt nimmt der gasförmige Anteil mit steigender Temperatur zu, und die Adsorptionsenthalpie liegt im Bereich 40 - 50 kJ/mol. Mit steigendem Kohlenstoffgehalt nimmt der partikelförmige Anteil zu, und die Temperaturabhängig-keit wird kleiner. Bisher liegen zu wenige vergleichbare Daten von realen MVA's vor, um quantitative Vergleiche, insbesondere über ein größeres Kongenerenspektrum ziehen zu können. Der vorhandene Aerosolcode wurde um ein Modell für die Adsorption gasförmigen Dioxins an die Partikel erweitert. Mit Hilfe des Modells wurde abgeschätzt, daß unter üblichen MVA - Bedingungen mehrere hundert ng PCDD/F pro Nm3 und sec auf die Partikeloberfläche diffundieren können. Demgegenüber beträgt die Quellstärke für PCDD/F nach Literaturdaten im Dauerbetrieb nur etwa 20 ng/Nm3 × sec. Die Partikel haben somit ein hohes Potential als PCDD/F - Senke. Nach den hier vorliegenden Ergebnissen und entsprechenden Literaturdaten beträgt die Einbindung der PCDD/F in die Partikelphase etwa 10 - 50 % der Quellstärke. (Texte gekürzt)
Das Projekt "Untersuchungen zur Bewertung von Sensoren für die Überwachung der Partikelemission von Dieselmotoren" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Hochschule für Technik und Wirtschaft Dresden, Bereich Fahrzeugtechnik, Forschungsinstitut Fahrzeugtechnik durchgeführt. Zielsetzung und Anlass des Vorhabens: Neben dem Nutzfahrzeugbereich findet der Dieselmotor verstärkt in Personenkraftwagen und Kleintransportern als wirtschaftlich überlegenes Antriebsaggregat Anwendung. Da aber ein moderner Dieselmotor (Euro IV) im Vergleich zum Ottomotor immer noch bis zu 15-mal mehr krebserregende Emissionen ausstößt wird an der Reduzierung dieser Emissionen intensiv gearbeitet. Eine effektive Maßnahme zur Reduzierung der Rußpartikel stellt der Einsatz von Partikelfiltersystemen dar. Um die Funktionsfähigkeit eines solchen Partikelfiltersystems kontinuierlich zu überwachen, ist es notwendig eine Vorrichtung (PM-Sensor) hinter den Partikelfilter zu schalten, die in der Lage ist die Funktionsstörung am Filter und die damit verbundene Erhöhung der Partikelemission zu erkennen und anzuzeigen (On-Board-Diagnosesystem OBD, On-Board-Messsystem OBM). Das Gesamtziel des Verbundprojektes ist die Überprüfung und Bewertung von zwei Sensor-Prinzipien auf ihre Eignung zur Überwachung der Partikel-Emissionen auf der Basis eines Partikelmassensensors (PMS). Fazit: Innerhalb des von der Deutschen Bundesstiftung Umwelt geförderten Verbundprojektes PM-Sensor wurden zwei Sensorprinzipien auf ihre Funktion als Partikelsensor überprüft. Ein Verfahren nach dem Ladungs- und dem Durchschlagsspannungsprinzip wurden am Motorenprüfstand untersucht und bewertet. Dabei musste beachtet werden, dass sich die Sensoren auf einem unterschiedlich, technischem Entwicklungsstand befinden. Etablierte Beurteilungsverfahren wie die gravimetrische Partikelmessung, die Messung der Rauchtrübung und der Schwärzung wurden zum Vergleich der Sensorsignale herangezogen. Beide Sensoren sind noch nicht in der Lage das gemessene Signal im dynamischen Betrieb als Rußkonzentration auszugeben, da sich in diesen Motorbetriebszuständen Abgastemperatur, Massenstrom u. a. Parameter gleichzeitig ändern. Bis zum Einsatz als Partikelsensor im praktischen Fahrbetrieb bedarf es bei beiden Sensoren einer Weiterentwicklung des Verfahrens. Allerdings erscheint das Prinzip des Rußladungssensors beim derzeitigen Entwicklungsstand aussichtsreicher. Da das Sensorsignal am Vollmotor durch eine Vielzahl von Abgasparametern beeinflusst wird, sollte eine Weiterentwicklung des Durchschlagsspannungssensors vorerst unter Laborbedingungen erfolgen.
Das Projekt "Unterstützung und Entwicklung einer Erhebung und/oder Grenzwertgesetzgebung bezüglich Reifen- und Bremsenabrieb bei Straßenfahrzeugen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Ilmenau, (ThIMo), Fachgebiet Kraftfahrzeugtechnik durchgeführt. Mit der Absenkung von PM-Emissionen am Endrohr von Kfz haben Reifen- und Bremsenabrieb und deren mögliche negative Umweltwirkungen kontinuierlich an Bedeutung gewonnen. Auf UNECE-Ebene wird in der informellen Arbeitsgruppe 'Particle Measurement Programme' (PMP) innerhalb der Arbeitsgruppe zu Umweltverschmutzung und Energie (GRPE) bereits ein standardisiertes Prüfverfahren für Bremsabrieb mit dem Ziel einer Anwendung in der Gesetzgebung entwickelt. Für Reifenabrieb ist dieser Prozess in der gleichen Arbeitsgruppe (PMP) erst geplant bzw. hat erst begonnen. Eventuell werden ein Teil der Fragestellungen, die aus Umweltsicht bzgl. Reifen- und Bremsabrieb von entsprechender Bedeutung sind, außerhalb der GRPE erarbeitet werden müssen. Diese Prozesse müssen aktiv begleitet und unterstützt werden. Abhängig von den kurzfristigen Aktivitäten zu dem Thema sind dafür auch Messungen oder andere experimentellen Untersuchungen durchzuführen. Ebenso sind die oben genannten Aktivitäten auch auf Brems- und Reifenabrieb anderer Verkehrsmittel zu übertragen.
Das Projekt "Hochleistungs-Venturi-Waescher zur Abtrennung von aerosol- und gasgetragener Radioaktivitaet aus einem Luft-Gas-Dampf-Gemisch am Beispiel des Iods" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität München, Lehrstuhl A für Thermodynamik durchgeführt. Ziel der Arbeit ist die experimentelle Untersuchung des Sicherheitsbehaelters von Leichtwasser-Reaktoren. Die Rueckhaltung von auswaschbaren Aerosolen und gasgetragenen radioaktiven Bestandteilen aus der Atmosphaere des Sicherheitsbehaelters soll untersucht werden. Die Druckentlastung erfolgt in einer Technikumsanlage, wobei Anlagenzustaende simuliert werden, die auslegungsueberschreitenden Ereignisse mit Kernschmelze (schwere Stoerfaelle) nachgebildet sind. Das Leistungsverhalten eines Venturiwaeschers mit mehrstufiger Einduesung der Waschfluessigkeit ist hinreichend zu klaeren; Abscheidegrade und Druckverlust sollen optimiert werden.
Das Projekt "Elementbestimmung in festen und fluessigen Partikeln" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Institut für Spektrochemie und angewandte Spektroskopie, Laboratorium für spektroskopische Methoden der Umweltanalytik durchgeführt. Die Aufmerksamkeit der Oeffentlichkeit zu Fragen der Luftreinhaltung hat zu einer Reihe von Massnahmen gefuehrt, die die Schadstoffemissionen in die Atmosphaere erheblich verringern. Trotzdem werden noch zunehmend Partikelemissionen in die Atmosphaere freigesetzt. Ihre Moeglichkeiten der Beeinflussung des Klimas, des Oekosystems oder der menschlichen Gesundheit sind unbestritten, wobei jedoch eine Reihe grundlegender Fragen zu atmosphaerischen Partikeln noch ungeklaert ist.Zum Beispiel wird durch den Einsatz moderner Filteranlagen das emittierte Partikelspektrum zu kleineren Fraktionen verschoben, die sich im troposphaerischen Aerosol laenger aufhalten koennen. Globale zahlenmaessige Abschaetzungen und Massentransportbilanzen beruhen jedoch vorwiegend auf Hochrechnungen, z. B. vom Verbrauch fossiler Energietraeger, und nicht auf routinemaessigen Partikelmessungen in der Atmosphaere. Fuer diese Messungen werden analytische Methoden benoetigt, die es gestatten, die Konzentrationen von Haupt- und Nebenbestandteilen in Partikeln mit Massen von 10 - 10 g zu messen. Zur Unterscheidung zwischen natuerlicher und anthropogener Herkunft der Partikel ist sowohl die Messung der Partikelgroesse als auch ihrer Zusammensetzung notwendig.Ziel des Projektes ist es, mit der ETV-ICP-MS die Elementgehalte in Partikeln der Atmosphaere zu bestimmen und Korrelationen zu Emissionsquellen nachzuweisen.
Das Projekt "Strahlungsbilanzradiometer SCARAB: Eichung am Boden und im Satelliten (ScaRaB: Scanner for Radiation Budget)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von GKSS-Forschungszentrum Geesthacht, Institut für Atmosphärenphysik durchgeführt. Das Satellitenradiometer ScaRaB liegt als Prototyp vor. Es misst gleichzeitig Strahldichten in vier Kanaelen: 0,5-0,7 mym, 0,2-4 mym, 0,2-50 mym und 10,5-12,5 mym. Eine wissenschaftliche Betreuung der solaren Bodeneichung ist notwendig, um sicherzustellen, dass die Eichung den Anforderungen fuer Strahlungsbilanzradiometer entspricht. Dies beinhaltet insbesondere die Quantifizierung kritischer Parameter, die Entwicklung von Algorithmen zur Analyse der Eichdaten sowie die Durchfuehrung der Eichung selbst. Die Eichung an Bord des Satelliten ist eng mit der Bodeneichung verknuepft. Hier werden Algorithmen entwickelt sowie Testmessungen zur Kontrolle der Bordeichquellen geplant. Die Validation erfolgt durch Vergleich mit Messungen anderer Satelliten sowie durch statistische Untersuchungen an ScaRaB Daten. Bei der Entwicklung an der Entwicklung neuer Bordeichquellen fuer die zweite ScaRaB-Generation wird auf die vorhandenen Erfahrungen aufgebaut.
Das Projekt "Wiederholbarkeit und Vergleichbarkeit der Partikelmessungen bei Diesel-Pkw, 2. Europaeischer Ringvergleich" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Rheinisch-Westfälischer Technischer Überwachungs-Verein durchgeführt. Anlaesslich der Einfuehrung eines Partikelgrenzwertes (1,1 g/Test) und einer geplanten Herabsetzung dieses Grenzwertes (0,8 g/Test) fuer Diesel-Pkw im Europa-Stadtfahrzyklus werden von den Abgasexperten in Europa Moeglichkeiten untersucht, das augenblickliche Partikelmessverfahren zu verbessern, da ein Ringvergleich im Jahr 1987 zum Teil grosse Unterschiede in den Ergebnissen der teilnehmenden Laboratorien erbrachte. Ein zweiter Ringversuch soll unter praeziseren Randbedingungen in der zweiten Jahreshaelfte 1988 unter Beteiligung des RW TUEV als 'Technischer Dienst Abgase' der Bundesrepublik durchgefuehrt werden. Es wurde ein Ringvergleich mit 2 Dieselfahrzeugen in 9 europaeischen Laboratorien durchgefuehrt, um die Vergleichbarkeit der Partikelmassenbestimmungen zu ueberpruefen. Es ergaben sich Prozentabweichungen zu dem ges. Mittelwert fuer Fahrzeug D von - 24 Prozent bis + 27 Prozent, Fahrzeug E von - 12 Prozent bis + 10 Prozent.
Das Projekt "Signalverarbeitung fuer optische Partikelzaehler" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Duisburg, Fachbereich 9 Elektrotechnik, Fachgebiet Prozess- und Aerosolmesstechnik durchgeführt. Optical particle counters (OPC) allow the determination of the particle number concentration and the size distribution. Instruments of different design are commercially available. One of the most important application areas of OPCs is clean technology. The development in clean technology is characterized by a drastic reduction in the allowed number concentration and the critical particle size which determines the lower size detection limit. With decreasing number concentration and decreasing lower detection limit the problem of false signals becomes more and more important. In the past a lot of effort has been put in redesigning the sensor of OPCs resulting in improved instrument behavior. Less effort has been put in improving the signal processing leading to a better SNR. Depending on the trigger level at a low SNR the particles might not be detected or the noise might cause false counts. The detection limit as well as the number of false pulses can be lowered by increasing the SNR. A higher amplification of the signal, thought as a possible solution, reduces the band width of the amplifier, which limits the flow rate. An additional effect caused by higher amplification may be that the noise level increases. If a flow false count rate is very important, the trigger level for detection has to be increased causing the instrument to become less sensitive. In this case the smallest detectable particle size increases. In this project a solution is worked out for optimizing the SNR for given OPCs. With the help of signal theory a correlation receiver was developed, which supplies a maximum SNR at the output. This receiver was realized in digital technology. It permits the on-line filtration of the particle signals for any commercial OPC. The results show a clear improvement in the SNR, which however, depends on the individual OPC. For a clean room monitor a gain of g gleich 2.06 gleich 6.28 dB was achieved, which means a reduction of the lower detection limit from 500 nm to a theoretical 421 nm with a constant false count rate. But the experiments have shown that it is possible to measure even 380 nm latex particles with security. With an unchanged lower detection limit false countings can be excluded with a security of more than plus minus 6 minus. On the whole it has been shown that in the field of optical particle measurement technology it is still absolutely possible to achieve considerable improvements and more research in the future is needed.