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Mixing layer height measurements determines influence of meteorology on air pollutant concentrations in urban area

Mixing layer height (MLH) is a key parameter to determine the influence of meteorological parameters upon air pollutants such as trace gas species and particulate concentrations near the surface. Meteorology, and MLH as a key parameter, affect the budget of emission source strengths, deposition, and accumulation. However, greater possibilities for the application of MLH data have been identified in recent years. Here, the results of measurements in Berlin in 2014 are shown and discussed. The concentrations of NO, NO2, O3, CO, PM1, PM2.5, PM10 and about 70 volatile organic compounds (anthropogenic and biogenic of origin) as well as particle size distributions and contributions of SOA and soot species to PM were measured at the urban background station of the Berlin air quality network (BLUME) in Nansenstr./Framstr., Berlin-Neukölln. A Vaisala ceilometer CL51, which is a commercial mini-lidar system, was applied at that site to detect the layers of the lower atmosphere in real time. Special software for these ceilometers with MATLAB provided routine retrievals of MLH from vertical profiles of laser backscatter data. Five portable Bruker EM27/SUN FTIR spectrometers were set up around Berlin to detect column averaged abundances of CO2 and CH4 by solar absorption spectrometry. Correlation analyses were used to show the coupling of temporal variations of trace gas compounds and PM with MLH. Significant influences of MLH upon NO, NO2, PM10, PM2.5, PM1 and toluene (marker for traffic emissions) concentrations as well as particle number concentrations in the size modes 70 - 100 nm, 100 - 200 nm and 200 - 500 nm on the basis of averaged diurnal courses were found. Further, MLH was taken as important auxiliary information about the development of the boundary layer during each day of observations, which was required for the proper estimation of CO2 and CH4 source strengths from Berlin on the basis of atmospheric column density measurements. © (2015) COPYRIGHT Society of Photo-Optical Instrumentation Engineers (SPIE). Downloading of the abstract is permitted for personal use only.Quelle: http://proceedings.spiedigitallibrary.org

Bericht

Referat 34 – Technischer Arbeitsschutz, Lärmschutz Luftbelastung in Sammelstellen für quecksilberhaltige Leuchtmittel Im Rahmen eines gemeinsamen Projektes „Quecksilberexposition durch Leuchtmittel und LCD- Geräte“ von Unfallversicherungsträgern (UVT), Bundesanstalt für Arbeitsschutz und Arbeitsme- dizin (BAuA) und LUBW war die inhalative Exposition gegenüber Quecksilber bei Herstellung, Recycling und Sammlung von quecksilberhaltigen Leuchtmitteln systematisch zu ermitteln. Im Rahmen dieses Messprojektes wurden durch die LUBW während des Jahres 2013 in Baden Württemberg insgesamt 16 Sammelstellen (12 kommunal, 4 gewerblich) für Energiesparlampen (ESL) untersucht. Bei den Probenahme-Stellen handelte es sich um Räumlichkeiten in teilweise offenen sowie geschlossenen Räumen – aber auch im Freien (mit Überdachung) sowie in ei- nem Umweltmobil wurden ESL entgegengenommen und aufbewahrt. Die Probenahme erfolgte mittels Personal Air Sampler durch zwei hintereinander geschaltete spezielle Sorptionsröhrchen. Das in diesen Röhrchen befindliche Gold-Platin-Netz adsorbiert die in der Gasphase vorhandenen Quecksilber-Dämpfe im sog. „Amalgamverfahren“. Durch Erhitzen im Labor wird das adsorbierte Quecksilber wieder freigesetzt und der Quecksilbergeh- alt mittels Atomabsorptionsspektrometer (AAS) bestimmt. Durch dieses Anreicherungsverfahren ist es möglich, sehr niedrige Quecksilberkonzentrationen in der Luft zu bestimmen (ng/m3). Es wurde festgestellt, dass an allen Sammelstellen der abgesenkte Arbeitsplatzgrenzwert (AGW) von 20 μg/m3 für Quecksilber eingehalten war und die Messergebnisse sowohl an offe- nen Lagerplätzen als auch in geschlossenen Räumen deutlich unter dem AGW für Quecksilber lagen. An zwei Messplätzen lag der Quecksilber-Messwert zwar unter dem AGW, jedoch deut- lich höher als an den anderen ESL-Lagerplätzen. Der höhere Quecksilbergehalt in der Luft an diesen Messstellen konnte auf mit Bruch gefüllte Fässer ohne Abdeckung zurückgeführt wer- den. Seite 1 Darüber hinaus konnte mit einem direktanzeigen- den Quecksilbermessgerät (Hg MAK 1200) am Boden von ausgetauschten Gitterboxen eine Quecksilberkontamination von bis 800 μg/m3 fest- gestellt werden. Eine Verschleppung von Queck- silber durch feine ESL-Glasbruchteile in den Aus- tausch-Sammelboxen ist wahrscheinlich. Um dies zu vermeiden, sollte in Erwägung gezogen wer- den, zukünftig die Gitterboxen vor Neuausliefe- rung zu reinigen bzw. mit einer Einwegfolie auszu- legen. Die Messergebnisse werden in die OMEGA- Datenbank des Instituts für Arbeitsschutz der Un- fallversicherungsträger eingespeist, um auf der Grundlage der gesammelten Ermittlungsergebnis- se in einer branchenspezifischen Hilfestellung u. a. Schutzmaßnahmen zur Minimierung der möglichen Exposition durch Quecksilber zu be- schreiben. Bei der Bestimmung des Quecksilber- gehaltes in der Luft am Arbeitsplatz wird u. a. auch die Vergleichbarkeit der eingesetzten Pro- benahme- und Messverfahren der beteiligten Institutionen (BAuA, UVT, LUBW) erprobt. Seite 2

Entwicklung eines Generators zur Herstellung von Metallaerosolen unterschiedlicher Partikelgroesse und experimentelle Untersuchungen zur toxischen Bewertung

Das Projekt "Entwicklung eines Generators zur Herstellung von Metallaerosolen unterschiedlicher Partikelgroesse und experimentelle Untersuchungen zur toxischen Bewertung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Toxikologie und Aerosolforschung, Institutsteil Grafschaft durchgeführt. Es werden zwei Aerosolgeneratoren fuer CdO und PbO beschrieben. Einer arbeitet mit Verdampfung von fluessigem Metall und anschliessender Oxidation und Bildung von Partikeln, der andere versprueht eine waessrige Loesung eines organischen Salzes, hier Cd- und Pb-Acetat, und oxidiert das Aerosol im Rohrofen. Fuer den Dauerversuch hat sich das zweite Verfahren wesentlich besser bewaehrt. Partikelgroessenverteilungen und Partikeldichten als Funktion des Partikeldurchmessers werden angegeben. Erste Inhalationsversuche mit Ratten ergaben, dass die Cd-Blut- und Lebergehalte geringer sind als bei gleichen Tieren, die CdCl2-Partikel inhalieren mussten. Die Blut und Organanalysen wurden mit dem Atomabsorbtionsphotometer durchgefuehrt.

Cadmium, Quecksilber und Blei im Blut des Menschen

Das Projekt "Cadmium, Quecksilber und Blei im Blut des Menschen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Untersuchungsstelle für Umwelttoxikologie Schleswig-Holstein durchgeführt. Cd, Hg und Pb werden nach Druckaufschluss durch Atomabsorptionsspektrometrie im Blut des Menschen im Rahmen einer Feldstudie in Schlweswig-Holstein gemessen. Die Auswahl von Probanden erfolgt nach statistischen Kriterien.

Sub project G

Das Projekt "Sub project G" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von bbe Moldaenke GmbH durchgeführt. Die Firma bbe Moldaenke GmbH hat ihren Fokus zum einen auf einem neuartigen UV-Fluoreszenzspektrometer, dessen Einsatz auf die Gegebenheiten des Chao-Sees angepasst und auf dessen Toxine optimiert werden muss. Außerdem können mit diesem Gerät die Flockungs- und andere Wasserwerksprozesse optimiert werden, wenn die wesentlichen Komponenten der Huminstofffraktionen erkannt und diese in die Berechnung integriert werden können. Dieses Gerät soll ebenso wie das zu optimierende Daphnientoximeter einem Frühwarnsystem zuarbeiten Die 4 Arbeitspakete beschreiben (s. auch Balkenplan) die Literaturstudie und folgend die Hardwareanpassungen des Fluoreszenz- und Absorptionsspektrometers inklusive seiner Algorithmen mit seinen Test in deutschen Wasserwerken, bevor es am Chao-See eingesetzt wird. Nach Erprobungsphase wird das Instrument in ein bojenfähiges Gerät weiterentwickelt. Des Weiteren wird ein Daphnientoximeter an die Gegebenheiten des Chao Sees angepasst und die Software um gänzlich neue Auswerteparameter ergänzt. In der letzten Phase werden alle Geräte auf ihre Langzeitmessfähigkeit getestet und im Frühwarnsystem eingesetzt.

Bestimmung von Mo, Se, As, Hg und Cr(VI) mit Hilfe der AAS im extremen Spurenbereich

Das Projekt "Bestimmung von Mo, Se, As, Hg und Cr(VI) mit Hilfe der AAS im extremen Spurenbereich" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hohenheim, Agrarwissenschaften (300) Institut für Tierernährung (450) durchgeführt. Erarbeitung und Verbesserung von Methoden zur Bestimmung der Einzelelemente mit Hilfe der AAS unter besonderer Beruecksichtigung saemtlicher im extremen Spurenbereich auftretenden Stoerfaktoren, sowie Erforschung und Beseitigung der letzteren. Vergleichende Untersuchung mit Hilfe der Roentgenfluoreszenz (Mo, Se, As, Hg, Cr, Pb, Cd, Fe, Mn, Cu, Zn, Ni) sowie Ermittlung der Gehalte von Mo, Se, As, Hg und Cr(VI) in Mineralfuttermitteln.

Kreislauf der Schwermetalle und ihr Verbleib im Meer

Das Projekt "Kreislauf der Schwermetalle und ihr Verbleib im Meer" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Deutsches Hydrographisches Institut durchgeführt. Der Kreislauf toxischer Spurenelemente (ohne die biologische Komponente) soll im brackischen und marinen Milieu untersucht werden. Die quantitativen Zusammenhaenge insgesamt und die der einzelnen Kreislaufphasen sollen erforscht werden, um die von den Fluessen in die See eingebrachten Mengen an Spurenelementen besser abschaetzen zu koennen und um ihre Wege im marinen Bereich zu verfolgen. Um Aussagen zum endgueltigen Verbleib machen zu koennen, muessen Untersuchungen ueber das Wasser- und Sedimentationsverhalten der Schadstoffe in der Nordsee angestellt werden. Die erhofften Ergebnisse sollen eine Abschaetzung der Belastung und Belastbarkeit der Nordsee mit Schwermetallen ermoeglichen und zu einer brauchbaren Ueberwachungsmethodik fuehren.

Bestimmung der Geschwindigkeitskonstante der Reaktion HO + CO in Gegenwart von N2 und O2

Das Projekt "Bestimmung der Geschwindigkeitskonstante der Reaktion HO + CO in Gegenwart von N2 und O2" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bochum, Lehrstuhl für Physikalische Chemie I durchgeführt. Die Kinetik der Reaktion HO + CO wurde mit Hilfe der VUV Blitzlichtphotolyse untersucht. Hydroxylradikale wurden in Gegenwart und Abwesenheit von O2 durch die Photolyse von H2O erzeugt und durch kinetische Absorptionsspektroskopie nachgewiesen. Die Werte der Geschwindigkeitskonstante fuer diese Reaktion sind druckabhaengig in Abwesenheit von O2 und reichen von 1,4 x 10 xx(-13) qcm sec.xx(-1) bei niedrigen Druecken bis (2,30+-0,16) x 10 xx(-13) cm xx(-3) sec xx(-1) bei 1 atm N2. In Gegenwart von O2 stellen wir ein kompliziertes Reaktionsverhalten fest. Fruehere Messungen in Gegenwart von O2 wurden durch Computersimulation neu interpretiert.

Study of reactions between dry rocks and heat exchange fluids

Das Projekt "Study of reactions between dry rocks and heat exchange fluids" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Karlsruhe, Mineralogisches Institut durchgeführt. Objective: To study the reaction between water and rock in order to obtain a better understanding of reactions that happen in a hot dry rock system. General information: reactions between rocks and heat exchange fluid change both the structure and chemical composition of the heated source rocks. Since the surfaces are of foremost interest, the investigations will be mainly concerned with these. The reaction mechanisms will be determined on the basis of measured reaction rates and reaction products. Major and trace elements will be measured in solution as well as surface structures and secondary minerals. Hdo will be used to study the possible replacement of metal cations by h3o+. Solids and liquids will be analysed with sims and mass spectrometry. See also contracts 0001/b, 0079/b, 0002/d, 0057/uk and 0010/f. Advancement: this contract started on 1.10.86 as a continuation of contract 0002/D. Achievements: The aim of the work has been to get closer understanding of water rock interaction at the conditions of hot dry rock energy exploitation by studying its initial reaction. Investigations have been carried out to prove the idea that during the initial phase of the reaction between feldspars and aqueous fluids an exchange between alkali and alkaline earth cations with hydronium ions takes place building a hydronium feldspar at the very outer layers of the mineral. The compositions of the reaction fluids were measured by atomic absorption spectrometry (AAS) and the investigations on the solid samples were carried out by infrared (IR) spectrometry, X-ray diffractometry (XRD), X-ray Guinier camera and secondary ion mass spectrometry (SIMS). Investigations on thin cleaved fragments with the IR method did not show any change of the absorption bands compared to the starting material. XRD investigations on powdered samples gave some evidence for the existence of (D3O) AlSi3O8 by the splitting of the (201) reflection. However these results were not unambiguous. They could not be substanciated with the X-ray Guinier method. SIMS investigations gave a clear direct indication for the incorporation of deuterium in feldspar along with simultaneous depletion of both potassium and aluminium. This result indicates an exchange reaction of deuterium oxide (D3O) for potassium and a disintegration reaction of the (Al, Si)O4 network to occur simultaneously.

Geraet fuer die Feststellung von Quecksilber bei der kontinuierlichen Ueberwachung von Emissionen

Das Projekt "Geraet fuer die Feststellung von Quecksilber bei der kontinuierlichen Ueberwachung von Emissionen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von VEREWA Mess- und Regeltechnik durchgeführt. Objective: The project is to develop, manufacture, and test a sampling and measuring device for the continuous determination of mercury and its compounds in the flue gas of incineration plants. In addition, the sampling device will be capable of collecting other heavy metals, such as arsenic, cadmium, chromium, lead, copper, manganese, and nickel. Mercury will be determined photo metrically. The detection limit for Hg is approximately 2 mug/m3. The tests will take place in the industrial environment of a municipal waste incineration plant. The basic principle of the device has been patented. General Information: Mercury (Hg) and its compounds are highly toxic chemicals; emissions from plants, such as waste incinerators, should be prevented as far as possible. Typically, filters are used in order to remove the remaining emissions; for new municipal refuse incineration plants, the EC Directive 89/369 limits Hg emissions after the filters to 200 mug/m3. A device for the continuous control of Hg has been recently developed by the Essen-based VEREWA MESS- UND REGELTECHNIK GMBH. The EC Commission assisted the development and testing of an industrial-environment measuring device at 50 per cent of the project costs. The Hg measuring device consists of a sampling and the measuring part proper. The isokinetic sampling device is capable of sampling not only Hg but other heavy metals as well, such as Cu, Ni, Zn, Sn, Sb, Ba, Pb, Mn. The average Hg retrieval statistics is approximately 93 per cent. The measuring device proper determines the Hg concentration in the dried flue gas by UV AA photometry, the detection limit is approximately 2 mug/m3. The measuring device may be calibrated at any time, allowing for the check of the zero and reference points and of the linearity of the device. Idle time between each taking is in the range of ms; the measured values are shown on the monitor every 2 seconds; the measuring protocols may average the values to convenience. Overall standard deviations are approximately 5 per cent; thus, the device can be used for process control. Further extensions of the measuring device are possible to allow for the determination of heavy metals other than Hg as well. The device has been successfully tested and optimized for several months in the heavy-duty industrial environment of the flue gas stack of a municipal waste incineration plant. Working entirely automatically, the device meets the need for a reference device for the control of emissions from refuse incinerators, as stipulated by the EC Directive 89/369. Achievements: A device for the continuous control mercury has been recently developed. The measuring device consists of a sampling part and the measuring part proper. The isokinetic sampling device is capable of sampling not only mercury but other heavy metals as well, such as copper, nickel, zinc, tin, antimony, barium, lead and manganese. The average mercury retrieval is approximately 93 per cent...

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