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Erstellung einer methoden-konsistenten Zeitreihe von Stoffeinträgen und Ihren Wirkungen in Deutschland

Within the MAPESI project (FKZ 3707 64 200) deposition flux maps are determined for Germany based on a combination of observations and model results. Wet deposition is based on an interpolation scheme of observed fluxes. For the determination of dry deposition, however, we have to rely on a chemistry transport model which includes a dry deposition module. The dry deposition flux can not be monitored directly, because flux measurements are very expensive and the variability in space and time of the deposition fluxes is generally high for most of the atmospheric substances. Veröffentlicht in Texte | 14/2013.

Staubniederschlag (Deposition) im Luftqualitätsüberwachungsnetzwerk (LUQS)

Mittels offener Gefäße werden im Gelände alle Stoffe, die als trockener Staub (trockene Deposition) oder zusammen mit Regenwasser (nasse Deposition) aus der Luft auf Oberflächen gelangen, gesammelt. Anschließend wird der Inhalt der Gefäße getrocknet und gewogen. Aus der Fläche der Gefäße, der Standzeit und der gesammelten Staubniederschlagsmenge kann die Staubniederschlagsbelastung einer Fläche (Einheit: Masse pro Quadratmeter und Tag) errechnet werden. Neben der Staubniederschlagsmasse werden auch die Schwermetallgehalte bestimmt. Die Verteilung der Messpunkte sind landesweit nach Belastungsschwerpunkten festgelegt. Komponenten: Staubniederschlag und seine Inhaltsstoffe Blei, Cadmium, Arsen, Nickel, Chrom, Zink, Eisen.

Schwerflüchtige organische Schadstoffe in der Deposition, Luftqualitätsüberwachungsnetzwerk (LUQS)

LUQS, das Luftqualitätsüberberwachungssystem des Landes Nordrhein-Westfalen, erfasst und untersucht die Konzentrationen verschiedener Schadstoffe in der Luft. Das Messsystem integriert kontinuierliche und diskontinuierliche Messungen und bietet eine umfassende Darstellung der Luftqualitätsdaten. Mittels offener Gefäße (nach Bergerhoff) werden alle Stoffe die als trockener Staub (trockene Deposition) oder zusammen mit Regenwasser (nasse Deposition) aus der Luft auf Oberflächen gelangen gesammelt. Aus der Fläche der Gefäße (6 Stück), der Standzeit wird eine Flächenbelastung pro Zeiteinheit (z.B. ng I-TE/(m2 x d) berechnet.

Modelling and mapping of atmospheric nitrogen and sulphur deposition and critical loads for ecosystem specific assessment of threats to biodiversity in Germany - PINETI (Pollutant INput and EcosysTem Impact)

Die Biodiversität in Europa ist durch den Eintrag von Schwefel- und Stickstoffverbindungen in die Ökosysteme gefährdet. Innerhalb des PINETI Projektes werden daher die atmosphärischen Einträge dieser Schad- und Nährstoffe für Deutschland für die Jahre 2008 und 2009 ermittelt. Die trockenen, nassen und feuchten Einträge von NHx, NOy, SOx und die Einträge der basischen Kationen Ca2+, Mg2+, K+ und Na+ werden berechnet und zur Gesamtdeposition aufsummiert. Anhand der Ergebnisse und den Critical Load werden die Überschreitungen der Critical Load für empfindliche Ökosysteme berechnet. <P>Im Folgenden wird eine Zusammenfassung der verwendeten Methoden und der Projektergebnisse präsentiert. Nach einer kurzen Einleitung werden zunächst die Eingangsdaten zur Ermittlung der atmosphärischen Einträge erläutert. Anschließend werden die Methoden zur Bestimmung der trockenen, nassen und feuchten Deposition jeweils kurz beschrieben. Die erstellten Karten zur Gesamtdeposition werden präsentiert und die Ergebnisse mit den Resultaten des Vorgängerprojektes MAPESI und Ergebnissen des EMEP Modells verglichen. Im Anschluss werden die, innerhalb des Projektes durchgeführten Modellweiterentwicklungen und Modellevaluationen zusammenfassend beschrieben und weitere mögliche Modellentwicklungen benannt und empfohlen. Abschließend wird die Bewertung des Eintrages in Bezug auf Risiken für terrestrische Ökosysteme zusammenfassend dargestellt. Das Prinzip der Critical Load wird kurz erläutert und die zeitlichen Trends der Überschreitungen der Critical Load für Versauerung und für Eutrophierung werden präsentiert.<BR>Quelle: Forschungsbericht

Long-range transport of nutrients into the mountainous rain forest of southern Ecuador

Das Projekt "Long-range transport of nutrients into the mountainous rain forest of southern Ecuador" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität München, Wissenschaftszentrum Weihenstephan für Ernährung, Landnutzung und Umwelt, Fachgebiet für Ökoklimatologie durchgeführt. Rain and fog-water measurements along an altitude profile between 1800 and 3185 m in the ECSF area and analyses of ion composition of rain and fog-water samples show episodes of significantly enhanced nitrogen and sulphur input into this ecosystem, with annual deposition rates being comparable to those of polluted central Europe. By means of back trajectories it could be shown that biomass burning in the Amazon is the likely source of this additional nitrate, ammonia and sulphate fertilizer . First oxygen isotope analyses of nitrate in fog-water samples confirm photochemical conversion of precursor substances emitted from fires. This project aims at quantifying the atmospheric deposition of nutrients by rain- and fogwater and the anthropogenic contribution resulting from biomass burning, atmospheric transformation and long-range transport, by applying stable isotope analyses and combining remote sensing data (NOAA, MODIS) and modeling methods (FLEXTRA trajectory-modeling). ENVISAT-data will provide atmospheric distributions of NO2, H2CO and CO. Along with back trajectories and chemical and isotopic analyses of wet and dry deposition samples these methods will enable a better understanding of the impact of the ongoing landuse changes in the south American tropics and the tropical mountain forest ecosystem.

Teilprojekt D

Das Projekt "Teilprojekt D" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Leibniz Universität Hannover, Institut für Radioökologie und Strahlenschutz durchgeführt. Durch oberirdische Kernwaffenexplosionen, kerntechnische Unfälle und Emissionen aus Wiederaufarbeitungsanlagen wurden die natürlichen Vorkommen des langlebigen Radionuklids 129I (T1/2 = 15.7 Ma) nachhaltig verändert. Insbesondere die Anlagen in Sellafield in Großbritannien nahe der Irischen See und La Hague in Frankreich am Englischen Kanal beeinflussen die Umwelt in Westeuropa maßgeblich. Im Rahmen eines vom BMBF geförderten Projektes werden Depositionsraten, Depositionsdichten und der Transport von anthropogenem 129I in der Umwelt untersucht. Ziel des Vorhabens ist eine bundesweite Bilanzierung der vorhandenen Iod-Inventare in der Pedosphäre (Bodenproben), die Erfassung der trockenen und feuchten Depositionen (Luftfilter, Niederschlagsproben), sowie die Beprobung von Oberflächengewässern (ausgewählte Fließgewässer) zur Bestimmung des Abtransportes von Iod ins Meer.

Bremer Ozon-Kurzzeit-Prognose BROK

Das Projekt "Bremer Ozon-Kurzzeit-Prognose BROK" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bremen, Fachbereich 1 Physik,Elektrotechnik, Institut für Umweltphysik,Fernerkundung durchgeführt. Aufbauend auf der Entwicklung eines Ozon-Prognose-Modells des Institutes fuer Umweltphysik mit einer maximalen Vorlaufzeit von 5 Stunden soll in diesem Vorhaben die Vorlaufzeit auf 18 bis 36 Stunden verlaengert werden. Dazu werden zur Verbesserung der Vorhersagegenauigkeit neue, leicht zugaengliche Parameter (Temperatur, UV-Strahlung, Ozonverluste durch trockene Deposition) in das IUP-Modell integriert. Die Einbeziehung statistischer Messungen (Modell des Umweltbundesamtes) erlaubt die Verlaengerung der Vorlaufzeit.

Weiterfuehrung von Wasser- und Elementeinfluessen, hauptsaechlich auf den Versuchsflaechen im Solling

Das Projekt "Weiterfuehrung von Wasser- und Elementeinfluessen, hauptsaechlich auf den Versuchsflaechen im Solling" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Göttingen, Institut für Bodenkunde und Waldernährung durchgeführt. Die Hauptversuchsflaechen werden der Buchen- und der Fichtenbestand im Solling sein, die seit 1966 untersucht werden. Das Untersuchungsprogramm erstreckt sich ueber: Weiterfuehrung der Messungen der Wasser- und Elementeinfluesse im Oekosystem. Der Ansatz erlaubt die Erfassung des Niederschlagsinputs (nasse Deposition), des Inputs durch Kroneninterzeption (trockene Deposition), des Outputs mit dem Sickerwasser, der Vorratsaenderungen im Bestand und Boden fuer die Elemente H, Na, K, Ca, Mg, Mn, Fe, Al, NO3, NH4, P, S, Cl und gesamt N. Die Oekosystem-interne Protoneproduktion laesst sich aus der Ladungsbilanz ermitteln. Die zeitliche Aufloesung wird monatlich sein. Um den Einfluss temperaturabhaengiger mikrobieller Prozesse im Boden auf den chemischen Bodenzustand zu erfassen, sollen waehrend der Vegetationszeit Proben der Bodenloesung aus dem Wurzelraum entnommen werden und die Konzentrationen von H, Al, Ca, S, NO3, NH4 und N gemessen werden. Wird ein Versauerungsschub registriert, soll die Zusammensetzung der austauschbaren Kationen ebenfalls verfolgt werden. Aus volumetrisch entnommenen Bodenproben werden die Feinwurzeln extrahiert. Deren Gewicht und Morphologie werden festgehalten (um Fluktuationen der Feinwurzelbiomasse und pathologische Erscheindungen zu verfolgen) und sie werden chemisch analysiert (auf Ca und Al, um die Gefaehrdung durch Al-Toxizitaet festzuhalten).

Bestimmung der SO2-Trockendeposition in Waldgebieten - Phase I: Aufbau des Messgeraetes und Demonstration der Tauglichkeit

Das Projekt "Bestimmung der SO2-Trockendeposition in Waldgebieten - Phase I: Aufbau des Messgeraetes und Demonstration der Tauglichkeit" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Battelle-Institut e.V. durchgeführt. Es soll ein Messverfahren aufgebaut und weiterentwickelt werden, das es erlaubt mittels Eddy-Correlation die trockene Deposition von zunaechst SO2 zu bestimmen. Das Instrument soll von vornherein so konstruiert werden, dass der Einsatz ueber einem Waldgebiet spaeter moeglich ist.

Entwicklung und Test einer Methode zur Bestimmung des trockenen Netto Stickstoffeintrages durch NH3 an UBA-Stationen mit Hilfe von Passivsammlern in einem Gradientensystem

Das Projekt "Entwicklung und Test einer Methode zur Bestimmung des trockenen Netto Stickstoffeintrages durch NH3 an UBA-Stationen mit Hilfe von Passivsammlern in einem Gradientensystem" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Leibniz-Institut für Troposphärenforschung e.V. durchgeführt. Die Grundidee des Verfahrens besteht darin, Passivsammler fuer NH3 einzusetzen. Der Einsatz festmontierter Sammelroehrchen zur Bestimmung von NH3 zeigte bisher wenig Erfolg, da diese Passivsammler die mittlere Konzentration nicht exakt wiedergeben koennen ('Beaufschlagung' haengt stark von Windgeschwindigkeit und Windrichtung ab). Dieses Problem laesst sich loesen, indem die Messungen mit den Passivsammlern auf eine mikrometeorologische Gradiententechnik zurueckgefuehrt werden. Dazu wird der Passivsammler mit einer Windfahne beweglich montiert. Durch Anordnung von drei bis vier Passivsammlern in unterschiedlichen Hoehen ueber dem Bewuchs ist es moeglich, langzeitgemittelte Konzentrationsgradienten zu bestimmen. In Kombination mit einer einfachen meteorologischen Grandientenmessung (Windgeschwindigkeit und Temperatur in 2 Hoehen) ist es moeglich, woechentliche Nettofluesse fuer NH3 zu ermitteln. Der Testlauf einer solchen kostenguenstigen Methode vor dem mehrfachen Einsatz in einem operativen Messnetz ist Ziel dieses Vorhabens. Der Vergleich sollte fuer mindestens 10 Monate mit Ergebnissen eines zeitlich hochaufloesenden nasschemischen Gradientensystems (AMANDA), das nur an der UBA- und IfT-Forschungsstation in Melpitz vorhanden ist, vorgenommen werden. Die Erfolgsaussichten werden als gut eingeschaetzt. Erste Tests liefen dazu an der Aarhus Universitaet in Daenemark (Dissertation Brigitte Hansen, 1997) und bei J.K. SchjOrring, 1995, Atmospheric Environment, 29. 885-893). Nur das IFT verfuegt in D ueber ein AMANDA-System und besitzt darueberhinaus langjaerige Erfahrungen. Die Wissenschaftler des IFT schaetzen den Anteil von NH3 am trockenen Eintrag als erheblich ein ('Deposition Monitoring in Europe' J.W. Erisman, M.G. Mennen, D. Fowler, C.R. Flechard, G. Spindler, A. Gruener, J.H. Duyzer, W. Ruigrok, G.P. Wyers, Environmental Monitoring and Assessment (1998, im Druck).

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