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MAI Carbon - MAIgreen - II-13

Das Projekt "MAI Carbon - MAIgreen - II-13" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von UPM GmbH durchgeführt. 1. Vorhabenziel Gesamtziel des UPM Teilvorhabens ist die Bereitstellung von gereinigten und modifizierten Ligninen, welche vom Projektpartner SGL in einem geeigneten Spinnverfahren zu Fasern und weiter zu anforderungsgerechten Carbonfasern umgesetzt werden können. Neben einer verglichen mit PAN-basierten Fasern deutlich positiven LCA, werden signifikant niedrigere Herstellungskosten angestrebt. 2. Arbeitsplanung Mehrere Herausforderungen sind zur Erreichung des Zieles zu bewältigen. Es wird hochreines Lignin in großtechnischen Maßstab benötigt, dabei muss sowohl die chemische Reinheit als auch die Freiheit von Partikeln, Gelen usw. hinreichend für die später gewünschten Carbonfasereigenschaften sein. Die physikalisch-chemischen Eigenschaften dieser Lignine müssen für den Spinnprozess maßgeschneidert werden. Hierzu werden bestehende Prozesse zur Abtrennung der Lignine auf die Anforderungen der Carbonfaserherstellung angepasst und die gewonnenen Lignine durch verschiedene mechanische oder chemische Verfahren für den Einsatzzweck optimiert. Die Methoden sind teilweise bekannt und müssen in anderen Fällen erst noch entwickelt werden.

Immissions-Verhalten von NOx, PAN, HNO3 und Aerosolnitrat in einer Region abseits von Ballungsgebieten

Das Projekt "Immissions-Verhalten von NOx, PAN, HNO3 und Aerosolnitrat in einer Region abseits von Ballungsgebieten" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Max-Planck-Institut für Chemie (Otto-Hahn-Institut) durchgeführt. Das Ziel des Vorhabens ist die Erstellung einer Gesamtbilanz fuer anthropogene Stickoxide und deren Folgeprodukte an einer regionalen Background-Station. Dazu sollen an der UBA-Station in Deuselbach NOx, PAN, HNO3(gasfoermig) und Aerosolnitrat fuer die Dauer von einem Jahr gemessen und die mittlere Konzentration sowie der Jahresgang fuer die einzelnen Komponenten ermittelt werden. Kaskaden-Impaktoren sollen eingesetzt werden, um die Groessenverteilung am Aerosol von Nitrat, Sulfat und den assozierten Kationen zu bestimmen. Aus den Ergebnissen werden Aufschluesse erwartet ueber die Wechselbeziehung zwischen gasfoermigem und partikelgebundenen Nitrat. Zur Untersuchung von Tagesgaengen sind ferner zwei Intensiv-Messreihen vorgesehen, eine im Sommer und eine im Winter/Fruehjahr. Dadurch, dass die Messungen an einer UBA-Station vorgenommen werden, koennen die dort anfallenden meteorologischen und aerologischen Daten zu Auswertung der eigenen Ergebnisse mit herangezogen werden

Der Eintrag von Stickstoffoxiden in Waldoekosysteme ueber Loesungsbildung in der Troepfchenphase

Das Projekt "Der Eintrag von Stickstoffoxiden in Waldoekosysteme ueber Loesungsbildung in der Troepfchenphase" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bonn, Institut für Physikalische Chemie, Theoretische Chemie und Nuklearchemie durchgeführt. Als Verursacher der neuartigen Waldschaeden kommen die Stickstoffoxide sowohl direkt (d.h. in Form von gasfoermigem NO2) als auch indirekt (d.h. in Form ihrer luftchemischen Folgeprodukte) in Betracht. Luftchemische Folgeprodukte der Stickstoffoxide sind Ozon, Peroxiacetylnitrat = PAN, NO3, N2O5, HNO3, HNO2 und verschiedene organische Stickstoffverbindungen. Ihr Eintrag in Waldoekosysteme koennte besonders im Winter und waehrend der Nacht erheblich beschleunigt und ihre Wirkung daher verstaerkt werden, wenn sich die Spurenstoffe unter chemischer Umwandlung in Nitrit und Nitrat in Wolken-, Nebel- und Regentropfen loesen. Die Bedeutung dieses Wirkungspfades haengt von der Loesungsgeschwindigkeit der Spurenstoffe in einer Wasseroberflaeche und von der Geschwindigkeit moeglicher Folgereaktionen in der Tropfenphase ab. Ueber diese Kenngroessen liegen fuer die Stickstoffoxide und ihre luftchemischen Folgeprodukte kaum Messdaten vor. - In Laborversuchen soll mit Hilfe eines heterogenen Stroemungsreaktors die Kozentrationsabnahme der gasfoermigen Komponenten in einem Luftstrom ueber einer Wasseroberflaeche bekannter Groesse zeitlich verfolgt werden. Gleichzeitig wird die Konnzentrationszunahme der Hydrolyseprodukte (Nitrit, Nitrat u.a.) im Wasser gemessen. Sowohl fuer die Gasphase als auch fuer die waessrige Phase werden spezifische Analysenverfahren eingesetzt, die nach Empfindlichkeit und zeitlichem Aufloesungsvermoegen den Erfordernissen der Messung genuegen. Die gemessenen Kenngroessen werden zur Berechnung der Eintragsraten von Stickstoffverbindungen in geloester Form in Waldoekosysteme benoetigt.

Silvicultural Systems for Sustainable Forest Resource Management

Das Projekt "Silvicultural Systems for Sustainable Forest Resource Management" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut Autonome Intelligente Systeme durchgeführt. The purpose of the project is the application of existing models to define and assess optimal silvicultural systems, aiming at sustainable forest resource development and use. Models developed in a previous INTAS-project (FORMOD: forest models for sustainable management) will serve as a framework for quantitative assessment of traditional as well as new, innovative silvicultural systems aiming at integrated natural resource management. Emphasis will be on main forest functions: production, carbon sequestration, and biodiversity conservation. The specific objectives and tasks are as follows: - review, modelling and comparison of traditional and new silvicultural systems in Russia and the EU, using existing simulation models recently developed by the consortium; - application of these models to analyse concepts of sustainability for selected silvicultural systems, relevant for forest resources of Russia and of the EU, and accounting for present-day environmental changes; - application of these silvicultural models in two case studies (Prioksko-Terrasnyj Reserve and Russkije Les); - analysis and identification of optimal natural resource management strategies for the case studies; - project co-ordination, compilation and dissemination of results. Process-based models of forest growth and forest ecosystem dynamics have been developed both by Russian scientists and by research groups in Western Europe the past decades (e.g. Chertov et al., 1999). These models will be used to explore the consequences of different silvicultural strategies, accounting for e.g. carbon sequestration, biodiversity conservation, and transformation of plantation forests in mixed, uneven-aged stands. Such models can also be extended to address some of the criteria and indicators that have been identified as being relevant in view of sustainability of forest resource use. Such criteria and indicators can be drawn from the outcome of the pan-European process under the Ministerial Conference on the Protection of Forests in Europe. As part of this project, existing models of forest development will be extended to include links to quantifiable criteria and indicators for biodiversity value, thereby enabling an integrated analysis of forest use for productivity, carbon sequestration, and biodiversity conservation. So far, most models of forest growth and forest dynamics have been applied to the ecosystem level, and scaling-up to an enterprise or regional level is mainly done by summation over land cover classes. In this project, a landscape approach will be adopted, in which model input is based on geo-referenced base-line data, and model output is represented and integrated in a landscape or enterprise context. The outcome of the project will consist of scientific papers, models, and practical guidelines for adaptive silvicultural systems aiming at sustainable forest resource management.

Der Einfluss organischer Peroxide auf die Photosynthese von Fichten (picea abies)

Das Projekt "Der Einfluss organischer Peroxide auf die Photosynthese von Fichten (picea abies)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Gesellschaft für Strahlen- und Umweltforschung, Institut für Ökologische Chemie durchgeführt. Mit Hilfe detaillierter Gaswechselmessungen soll die Wirkung organischer Peroxide auf die Photosynthese erfasst werden. Dabei soll durch Aufnahme von CO2- und Lichtsaettigungskurven eine grobe Schadenslokalisierung im Photosyntheseapparat vorgenommen werden. Die ausgewaehlten Peroxide (PAN und analoge Verbindungen u.a.) sind nachgewiesene oder vermutete troposphaerische Umwandlungsprodukte, die durch radikalinduzierte Oxidation bzw. Reaktion mit Ozon aus natuerlich vorkommenden oder anthropogenen Spurenstoffen gebildet werden. Diese muessen entsprechend synthetisiert und reproduzierbar in einem Gasstrom dosiert werden.

Entwicklung eines kompakten transportablen Instruments fuer die Messung von OH und HO2 in der Troposhaere auf abgesetzten und luftgestuetzten Plattformen

Das Projekt "Entwicklung eines kompakten transportablen Instruments fuer die Messung von OH und HO2 in der Troposhaere auf abgesetzten und luftgestuetzten Plattformen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Forschungszentrum Jülich GmbH, Institut für Chemie und Dynamik der Geosphäre durchgeführt. Hydroxyl- (OH) radicals are the most important oxidants in the troposphere, because they control the chemical transformation of most gases released into the atmosphere. Many reactions of atmospheric compounds with OH form hydroperoxy-(H02) radicals which react with O3 and NO to recycle OH. This HOx cycling is a key process in the photochemistry of the troposphere, because it increases the oxidation efficiency of OH and controls the rate of formation of photooxidants (O3, H2O2, PAN, etc) in the polluted troposphere. Thus a thorough understanding of the chemistry of the HOx family is crucial to assess possible changes in the self-cleaning efficiency of the atmosphere and to understand the photochemical ozone formation in both the planetary boundary layer and in the free troposphere. Measurements of OH and HO2 are indispensable to test the existing atmospheric chemistry models; however reliable data are scarce and have only been measured from locations at ground. The instrument will be based on the laser induced fluorescence (LIF) technique which has been developed successfully in a previous EC project (Hofzumahaus and Webb, 1995) for the detection of tropospheric OH. The specific tasks of the project aim: 1) To expand the measurement capabilities of the OH LIF technique by the development of a measurement channel for HO2 radicals, in order to allow the true simultaneous measurement of OH, HO2, and of the ratio of OH/HO2, 2) To develop a compact laser system which can be operated on board on airplane and to downsize the whole LIF instrument into a compact automatizated package, 3) To improve the LIF detection sensitivity (below 105 molecules per cm3) and to reduce the measurement time for daytime OH concentrations to a few seconds. To carry out ground-based field measurements to test the new technical developments and to participate in a field campaign to measure the abundance of OH and HO2, study their natural variability, and their photochemical response time to rapid variations in atmospheric parameters. This project aims to improve our understanding of the fast photochemistry playing a role in the regional and global troposphere. In particular, it is expected that the LIF technique will be sufficiently developed by the end of the project so that airborne measurements of OH and HO2 can be realized subsequently.

Agora - Netzwerk für Nachhaltige Tourismusentwicklung im Ostseeraum

Das Projekt "Agora - Netzwerk für Nachhaltige Tourismusentwicklung im Ostseeraum" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Greifswald, Geowissenschaften, Institut für Geographie und Geologie durchgeführt. The BSR is characterized by large areas of unspoilt countryside. Because of strong economic problems just in these rural areas tourism seems to be a promising opportunity to support regional development. Sustainability considered as a guiding principle can ensure that such a development will lead to economical benefits without threaten the nature and the social structure. Consequently a lot of sustainable tourism projects are already terminated and several are ongoing - but unfortunately there is only little coordination between these highly supported projects. Long-lasting effects are low and mostly limited to the area, where the project took place. Usually the methodologies and experiences are hard to find or not accessible at all after the project terminated. Thus the lead partners of the tourism sector of BALTIC21 with its existing network prepared the project AGORA. This project first intends - as the acronym AGORA with its sense in the Ancient World as a market place with a strong communication function already indicates - to establish an information & service hub. Because this hub likes to serve the entire BSR a pan-baltic approach is designed, including Belarus and Russia. AGORA tries not to invent everything new but it starts on existing results, knowledge and experience of other projects. AGORA compiles tools and information concerning sustainable tourism and makes them accessible for interested users. The source for this information are the AGORA partners representing all three dimensions of sustainability, all levels of administration and tourism management and different thematic interests, projects, actors and stakeholders of Furthermore AGORA evaluates and improves in a second work package tools in spatial planning and tourism management for strengthening the effectiveness of sustainable tourism (Toolbox). To test the tools in practice and give feedback to the Toolbox a third work package comprises several pilot projects. These pilot projects also serve to demonstrate best practise, to present the wide range of possible activities and to show that sustainable tourism can come up with economically profitable results, without endangering ecological values. Sustainability shall be the guiding principle for all projects. To ensure this a check tool for sustainability of tourism projects will be developed, discussed by an Advisory Board and tested in the pilot project (Sustainability Check).All experience, information and expertise of the partners will be integrated in the Strategy Factory. The Strategy Factory will conclude policy recommendations for sustainable tourism development in the BSR and present a Strategyconcept including a durable long-lasting working structure for the AGORA network after the project terminates.

Entwicklung eines kompakten transportablen Instrumentes zur Messung von troposphaerischem OH und HO2 auf boden- und luftgestuetzten Plattformen

Das Projekt "Entwicklung eines kompakten transportablen Instrumentes zur Messung von troposphaerischem OH und HO2 auf boden- und luftgestuetzten Plattformen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Forschungszentrum Jülich GmbH, Institut für Chemie und Dynamik der Geosphäre durchgeführt. Das OH-Radikal ist das wichtigste Oxidationsmittel in der Troposphaere. Beim oxidativen Abbau von Schadstoffen durch OH werden HO2-Radikale gebildet, die mit NO oder O3 wieder zu OH rueckueberfuehrt werden. Dieser HOx-Zyklus ist ein Schluesselelement in Hinsicht auf die Bildung von Photooxidantien (O3, H2O2, PAN) in der verschmutzten Troposphaere. Fuer ein Verstaendnis der HOx-Chemie sind Messungen von OH und HO2 notwendig, da diese zum Test von Photochemie-Modellen gebraucht werden. Mit diesem Projekt soll ein kompaktes transportables Messinstrument fuer troposphaerisches OH und HO2 auf Basis der laserinduzierten Fluoreszenz aufgebaut werden, welches am Boden aber auch auf flugfaehigen Plattformen einsetzbar ist.

Messungen stabiler Isotopenverhältnisse in flüchtigen organischen Verbindungen im Ausfluss von Ballungszentren. Dieser Antrag ist ein Beitrag zu den HALO-Missionen EMeRGe-EU und EMeRGe-ASIA

Das Projekt "Messungen stabiler Isotopenverhältnisse in flüchtigen organischen Verbindungen im Ausfluss von Ballungszentren. Dieser Antrag ist ein Beitrag zu den HALO-Missionen EMeRGe-EU und EMeRGe-ASIA" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Wuppertal, Fachgruppe Physik durchgeführt. Die Auswirkungen von flüchtigen organischen Verbindungen (VOC) auf die Luftqualität und damit auf die Gesundheit der Menschen auf lokaler oder regionaler Skala sind direkt offenkundig durch die schädlichen Effekte auf die Lebenswelt. Noch bedeutender ist die kritische Rolle, die VOC in chemischen Prozessen der Atmosphäre einnehmen. Die Bildung vieler sekundärer organischer Schadstoffe in der Atmosphäre wie Ozon, Peroxide, Aldehyde, Peroxyacetylnitrate und sekundäre organische Aerosole hängt entscheidend von der Verfügbarkeit der VOC und ihrer Vorläufersubstanzen ab. Wir planen die Messung von Isotopenverhältnissen und Konzentrationen spezifischer VOC in der Abluft großer Ballungszentren (MPC) in Europa und Asien durch Einsatz des Luftprobensammlers MIRAH auf den HALO-Missionen EMeRGe-EU und EMeRGe-Asia. Die Luftproben werden im Labor mittels Gaschromatographie-Verbrennungs-Isotopen-Massenspektrometrie analysiert. Isotopenverhältnisse in VOC sind wertvolle Indikatoren zur Untersuchung von Reaktionen, die derzeitigen Messverfahren nicht direkt zugänglich sind. Transport- und Mischungsprozesse in der Atmosphäre können damit visualisiert werden, wertvolle Information über dominante Prozesse, an denen VOC beteiligt sind, gewonnen werden. Bereits in den letzten HALO-Missionen, TACTS/ESMVal und den beiden OMO-Missionen, konnten wir zeigen, dass die beantragte Messmethode ein sensitives Werkzeug ist, z.B. für Quellstudien von VOC, zur Ableitung von Transportwegen und deren Einfluss auf die Verteilung der VOC, zur Abschätzung des Mischungsgrads, der Unterscheidung zwischen dynamischen und chemischen Prozessen, als auch zur Untersuchung atmosphärischer Umwandlung und Verweilzeit spezifischer VOC. Die Wertstellung dieser Ergebnisse wird sogar noch gesteigert durch den Vergleich mit Ergebnissen aus 3-dimensionalen Chemie-Transport-Modellen. Die folgenden geplanten wissenschaftlichen Zielsetzungen betten sich in die übergreifenden Ziele von EMeRGe-EU and EMeRGe-ASIA: (1) Messung der Zusammensetzung der in Europa und Asien entspringenden Schadstofffahnen und Bestimmung des Beitrags bestimmter VOC an der Zusammensetzung der Atmosphäre; (2) Bestimmung der weitreichenden Luftverschmutzung sowie deren Einfluss auf die Verteilung bestimmter VOC; (3) Identifizierung möglicher Unterschiede im Transport und der Umwandlung von VOC, die mit besonderen einzigartigen Charakteristiken europäischer und asiatischer MPCs verbunden sind; (4) Identifizierung von Oxidations- und Zwischenprodukten des VOC-Abbaus; (5) Informationsgewinnung über Oxidationswege durch Messung von Vorläufer- und Oxidationsprodukten; (6) Altersbestimmung von Luftmassen in unterschiedlichen Stadien der Schadstofffahnen; (7) Gegenüberstellung photochemischer Prozessierung gegen Transport und Mischung; (8) Verbindung der Informationen aus Isotopenverhältnissen mit bestimmten regionalen meteorologischen Daten; (9) Bereitstellung der Messdaten für Chemietransportmodelle.

PEroxy rAdicals measured by OF-Cavity Enhanced spectroscopy in the free troposphere with a focus on the upper troposphere / lower stratosphere (PEACE)

Das Projekt "PEroxy rAdicals measured by OF-Cavity Enhanced spectroscopy in the free troposphere with a focus on the upper troposphere / lower stratosphere (PEACE)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bremen, Institut für Umweltphysik durchgeführt. The importance of peroxy radicals, RO2* (=I(HO2)+(RO2)) in atmospheric chemistry is well established. RO2* are short lived species, which generate longer lived radiatively active (e.g. ozone, O3) and chemically or toxicologically important pollutants (e.g. O3, peroxyacetyl nitrate, CH3CO.O2.NO2, PAN, aldehydes, acids etc.). Following vertical and long-range transport, these in turn play a significant role in the chemistry of the earth's atmosphere both regionally and globally. As a result of their low concentrations, measurements of RO2* even at the ground are sparse. Thus our ability to test our understanding of RO2* chemistry and its consequences has been limited. The overarching scientific objective of PEACE addresses this deficit by the optimization of a new measurement technique and by making and analyzing measurements of RO2* in combination with other key species in the boundary layer, the free troposphere and the UT/LS region. The role of RO2* in determining O3 abundance will be one important focus, utilizing the unique capability of the new research aircraft HALO (High Altitude Long Range). In-situ measurements of RO2* from the boundary layer to the UT/LS provide unique information about these processes. Within PEACE the new RO2* detection instrument PerCEAS (Peroxy radical Cavity Enhanced Absorption Spectrometer) will be optimised for flight on HALO, prior its participation in the HALO-OMO (Oxidative Mechanisms Observations) and SHIVA/HOx-NOx-XOx (Stratospheric ozone: Halogen Impacts in a Varying Atmosphere) measurement campaigns. In addition HALO-PerCEAS will be improved to enable the speciation of RO2* and the direct detection of nitrogen dioxide, NO2. The instrument will also be adapted to measure the radical precursor, glyoxal (CHO.CHO), a key temporary reservoir, formed in both biogenic and anthropogenic emissions and biomass burning.

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