We measured Sn, Fe and Hg content as well as grain size composition of soil cores and streambed samples from the floodplain of the Röslau River (Bavaria, Germany), in order to reconstruct the floodplain development and chemical antropogenic impacts. The samples were collected in 2023 and analysed in 2023/24 using aqua regia digestion and ICP-OES/ICP-MS to analyse the elemental composition. To prepare the samples, the sediment was sieved (2 mm) to discard the gravel fraction and large organic pieces. Further homogenisation was undertaken by grinding the samples with a vibratory mill. Grain sizes were obtained using a combination of sieving and laser diffraction (Microtrac particle analyser; Microtrac Retsch GmbH SYNC SN 0233).
DGM1 - Laserscan-Geländemodell Im Frühjahr 2016 fand eine Airborne-Laserscan-Befliegung zur Generierung eines neuen hochgenauen Geländemodells für das gesamte Saarland statt. Dabei wurde die Geländeoberfläche mit einem im Flugzeug installierten Laser abgetastet. Als Resultat liegt seit Anfang des Jahres 2017 das hochgenaue DGM1 mit einer Rasterweite von 1m und einer durchschnittlichen Höhengenauigkeit von 1-2 dm vor. Als gewünschter Nebeneffekt wurden neben Geländedaten auch auf der Erdoberfläche befindliche Objekte wie Gebäude und Vegetation mit eingescannt, die als Oberflächendaten verfügbar sind. Digitale Geländemodelle (DGM) sind digitale, numerische, auf ein regelmäßiges Gitter reduzierte Modelle der Geländehöhen und –formen der Erdoberfläche. DGM können außerdem ergänzende Angaben (z.B. Geländekanten, Geripplinien, markante Geländepunkte) enthalten. Sie beinhalten keine Information über Bauwerke (z.B. Brücken) und Vegetation. Das DGM1 unterscheidet sich von den anderen DGM durch seine Höhengenauigkeit und seine Gitterweite.
Das Forschungsvorhaben dient der Entwicklung eines optischen Verfahrens zur on-line Erfassung und Charakterisierung von lungengaengigen Mineralfasern in der Luft. Die Luft wird durch ein kleines Messvolumen gesaugt, das die Partikel einzeln durchqueren. Mit Hilfe einer Triggeroptik, die das Vorhandensein einer Partikel erkennt, wird ein kurzzeitiger, intensiver Laserimpuls ausgeloest, der die Partikel aus zwei orthogonalen Richtungen beleuchtet. Es entstehen zwei Beugungsmuster, die mit Hilfe von Videokameras aufgenommen werden. Durch Bildanalyse des Musters und Anwendung der Beugungstheorie werden Laenge und Durchmesser der Partikel ermittelt. Das Vorhaben steht in Zusammenhang mit anderen Projekten, die im Rahmen des Schwerpunktprogramms an anderen Hochschulen zur Problematik der Fasererkennung in der Luft durchgefuehrt werden.
Ultrafeine Partikel haben in den letzten Jahren zunehmend an Bedeutung gewonnen. Diese sogenannten Nanopartikel sind vielfaeltig anwendbar, wie z.B. als Ausgangsmaterialien fuer hochfeste Werkstoffe, in Gassensoren, als Katalysatoren, in Arzneimitteln und in Testaerosolen fuer die Heissgasentstaubung. Es wurde eine Anlage zur Nanopartikelerzeugung durch Laserverdampfung entwickelt. Zur Herstellung wird Aluminiumoxidkeramik, Graphit, Kupfer oder Aluminium mit einem C02-Laser verdampft. Aus der Kondensation entstehen kugelfoermige Primaerpartikel in einem Groessenbereich zwischen 10 und 500 Nanometern. Nach der Erstarrung koennen die Partikel durch Agglomeration unregelmassig geformte Ketten oder Flocken bilden. Deshalb wird das Aerosol so weit verduennt, dass Kollisionen der Partikel unwahrscheinlich werden und damit die Agglomerationswahrscheinlichkeit stark reduziert wird. Das zu verdampfende Material, in Form eines runden Targets, ist unter einen Drehteller montiert, der in Rotation versetzt und gleichzeitig horizontal verschoben wird. Der Laserstrahl wird von unten auf das Target fokussiert und hinterlasst durch die Targetbewegung eine spiralfoermige Bahn auf der Materialoberflaeche. Das Material verdampft lokal im Laserfokus. Der Dampf wird durch radial zustroemendes Argon in einen Sinterkegel unterhalb des Targets transportiert, wo in der heissen Zone die Kondensation und Koagulation stattfindet. In diesem Bereich bleiben die Partikel durch Absorption der Laserstrahlung fluessig, unterhalb der heissen Zone erstarren sie. Durch die Volumenaufweitung des Kegels nach unten und das seitliche Zustroemen von Argon nimmt die Partikelkonzentration von oben nach unten stark ab. Die Partikel werden auf einer Filtermembran abgeschieden und mit einem Rasterelektronenmikroskop auf Groesse, Form und Agglomerationsgrad untersucht. Neben dem Ziel der Nanopartikelerzeugung werden die zugrundeliegenden Prozesse Verdampfung, Kondensation und Koagulation sowohl experimentell als auch theoretisch detailliert untersucht.
In der Arktis ist aktuell die stärkste Temperaturerhöhung im Zuge des Klimawandels zu beobachten. Diese Tatsache beruht auf einer komplexen Kette von Prozessen und Rückkopplungen, in denen Aerosolpartikel durch ihren Einfluss auf Strahlungsbilanz und Wolkenbildung eine wesentliche Rolle spielen. Um die Auswirkungen der sich ändernden Eisbedeckung abschätzen zu können, müssen die Wechselwirkungen zwischen Ozean sowie Eis und der Atmosphäre besser verstanden werden. Grundsätzlich mangelt es besonders im Bereich des arktischen Ozeans an atmosphärischen Messungen, die zum Verständnis der Prozesse aber auch zur Vorhersage der zu erwartenden Änderungen dringend benötigt werden. Austauschprozesse zwischen Ozean/Eis und Atmosphäre sind in diesen Regionen ebenfalls wenig untersucht. Im Rahmen dieses Projektes sollen mithilfe der RV Polarstern vertikale Austauschprozesse oberhalb von Wasser und Eis im Detail betrachtet werden und damit verbundene Quellen für Aerosolpartikel lokalisiert werden. Dazu ist eine Reihe von kontinuierlichen Aerosolmessungen an Bord des Schiffes geplant, die die Anzahlgrößenverteilungen, optische Parameter (Streuung, Absorption), das Mischungsverhältnis von Partikeln, die schwarzen Kohlenstoff (BC) enthalten, die Konzentration von eisbildenden Partikeln (INP) sowie die chemische Zusammensetzung der Aerosolpartikel umfassen. Weiterhin werden in den im Sommer häufig auftretenden Nebelphasen Nebelwasserproben gesammelt, sowie während der gesamten Kampagne täglich Wasserproben aus dem Ozean entnommen. Diese Proben werden nach der Kampagne auf die Konzentration von INP und BC untersucht. Weiterhin sollen erstmals mit Laser-Inkandeszenz Methoden die BC-Konzentrationen sowohl im luftgetragenen Aerosol als auch in Wasserproben gemessen werden. Zur Vorbereitung der Wasserproben mit hoher Salinität werden neuartige Methoden angewandt. Durch diese Kombination der parallelen Untersuchung von Bestandteilen in Luft und Wasser sollen Transport- und Austauschprozesse dieser Aerosolpartikel quantifiziert werden. Während langsamer Fahrt des Schiffes oder Drift mit dem Eis wird Messtechnik zur Bestimmung von vertikalen Partikelflüssen am vorderen Ausleger des Schiffes eingesetzt. Damit werden Zeitreihen des Windvektors und der Partikelkonzentration erfasst, mit deren Hilfe im Anschluss der vertikale, turbulente Partikelfluss über unterschiedlichen Oberflächen durch die Eddy Kovarianz Methode bestimmt werden soll. Kombiniert mit diesen Messungen wird die Konzentration der INP erfasst, um deren Ursprung und Quellen lokalisieren zu können. Ein weiteres Messsystem, das aus einer eindimensionalen Windmessung und einem Partikelzähler besteht, wird am Kranhaken des vorderen Auslegers befestigt und bestimmt Vertikalprofile der Partikelkonzentration, aus denen ebenfalls eine Abschätzung des Vertikalflusses von Partikeln möglich ist. Diese Methoden sind erprobt und etabliert, wurden nur bisher noch nie in dieser Form über dem arktischen Ozean angewendet.
Das Lasescanning als neues Fernerkundungsverfahren um Zeugen traditionneller Kulturlandschaften zu dokumentieren Die bereits im Rahmen des Projektes 'Wölbäcker von Rastatt' gewonnenen Erfahrungen zum Einsatz des Laser Scanning wurden auch 2007 und 2008 weiter ergänzt und vor allem in breiten Kreisen potentieller Anwender im In- und Ausland vorgestellt. Wölbäcker sind Zeugen früherer Formen des Ackerbaus, die sich als wellenartige Folge von Furchen und Scheiteln ausdrücken. Ein größeres Vorkommen solcher Reste einer mittelalterlichen Flur ist bei Rastatt unter Wald noch gut erhalten. Zur genauen Dokumentation wurde dabei erstmals das Laser Scanning eingesetzt. Mit diesem Verfahren, das auf einer flächenhaften Abtastung der Erdoberfläche von einem Flugzeug aus basiert, können Reliefunterschiede im Dezimeterbereich, selbst unter Wald aufgezeigt und vermessen werden. Die Daten stammen aus flächendeckenden Befliegungen des Landesvermessungsamtes Baden-Württemberg. Weitere Gebiete wurden auch auf das Vorkommen von Wölbäckern untersucht. So konnten dank Laser auch in der Rheinaue bzw. in Lagen wo sie nicht vermutet wurden, solche Altfluren ausfindig gemacht werden. Zu den wesentlichen Beiträgen in den beiden letzten Jahren zählt auch der erfolgreiche Abschluß des EU-Vorhabens Culture 2000 in dem wir Partner aus vielen europäischen Ländern an unseren Erfahrungen mit der Lasertechnologie teilhaben lassen konnten. Die Kooperation mit Frankreich insbesondere mit der Denkmalpflege Elsaß führte ferner zur Konkretisierung gezielter Laserprospektionen von 8 verschiedenen archäologischen Stätten in der Rheinebene und in den Vogesen, an deren Auswertungen wir ebenfalls beratend beteiligt sind.
Für eine zuverlässige Modellierung des globalen Kohlenstoffkreislaufs (und somit des globalen Wärmehaushalts) sind detaillierte Kenntnisse über die Menge an Treibhausgasemission/-absorption durch die Wasseroberfläche erforderlich. Die meisten Modelle zur Vorhersage des Gastransferkoeffizienten an der Wasser-/Luftgrenzfläche beruhen nach wie vor hauptsächlich auf empirisch ermittelten Gleichungen, in denen nur die Windgeschwindigkeit als Parameter in Betracht gezogen wird, obwohl der Beitrag des temperaturbedingten Auftriebs zum Gesamttransfer signifikant ist, vor allem bei niedrig bis mittleren Windbedingungen. Um die Genauigkeit der Bestimmung des Gastransferkoeffizienten an der Grenzfläche zu verbessern, wird eine detaillierte Beschreibung des auftriebsgesteuerten Gasaustausches in tiefen Wasserkörpern benötigt. Da bei mäßig bis schwer löslichen Gasen (z.B. Kohlendioxid, Sauerstoff, Methan) der Stofftransfer in einer sehr dünnen Schicht an der Wasseroberfläche stattfindet, ist es eine besondere Herausforderung die Transportprozesse innerhalb dieser dünnen Schicht aufzulösen. Trotz fortgeschrittener Entwicklung der optischen Messtechnik, liegen keine Daten von simultanen Vermessungen der Temperatur- und Gaskonzentrationsfelder unter gut-kontrollierten Laborbedingungen vor. In diesem Projekt wird der Transferprozess von Wärme- und Gas, induziert durch Oberflächenkühlung bei gleichzeitigem Messen der dynamischen Verteilung von Temperatur- und Gaskonzentration (i) auf der Wasseroberfläche und (ii) in einem vertikalen Schnitt im Wasserkörper, untersucht. Hierzu wird ein komplettes lifetime-based laser induced fluorescence System, geeignet um die Sauerstoffdynamik auch innerhalb der dünnen Grenzschicht aufzulösen, entwickelt. Um die Dynamik der Wärmestrukturen an der Oberfläche zu erfassen, wird eine hochpräzise Infrarot Kamera eingesetzt. Für die Ermittlung der 2D Wärmestrukturen im Wasserkörper wird eine intensitätsbasiertes LIF-Thermometrie System angewendet. Neue erste synoptische Labordaten von Wärme- und Gaskonzentrationsfeldern unter konvektionsinduzierter Strömung im relativ tiefen Wasser können damit dargestellt werden. Die Korrelation zwischen thermal und gas Plumes wird bestimmt und deren geometrischen Merkmale sowohl an der Wasseroberfläche als auch im Wasserkörper ermittelt. Des Weiteren wird der Zusammenhang zwischen diesen Merkmalen und der Wärme- und Gasflüsse ermittelt. Eine Reihe von Messungen im Wasserkörper werden zur Bestimmung der Transfergeschwindigkeit (k) über eine große Bandbreite von Temperaturunterschieden zwischen Wasserkörper und Luft durchgeführt. Dies ermöglicht den Zusammenhang zwischen k und der Rayleighzahl des Wasserkörpers zu bestimmen und mit den k-Werten, die durch direkte Quantifizierung anhand der detaillierten simultanen Messungen ermittelt werden, zu vergleichen. Dazu, werden für ausgewählte Fälle PIV- Messungen durchgeführt, um Informationen zum overall Geschwindigkeitsfeld zur Verfügung zu stellen.
Das Teilprojekt stellt die chemischen Grundlagen für die Forschergruppe bereit. Es widmet sich der Analyse von Speziesprofilen, die für die Entwicklung und kritische Validierung der reaktionskinetischen Modelle für die motorischen Teilprojekte benötigt werden und die dann in die Regelung einfließen. Diese Analysen sollen vornehmlich unter Niedertemperaturbedingungen an den Surrogatbrennstoffen iso-Oktan (für die GCAI-Verbrennung in TP3) und n-Heptan (für die PCCI-Verbrennung in TP4) in einem Strömungsreaktor erfolgen. Mehrere Teilaspekte stehen im Fokus der reaktionskinetischen Untersuchungen. Für die GCAI-Bedingungen steht die Veränderung der Zündwilligkeit unter Wasserzusatz im Vordergrund. Die Effekte variabler Addition von Wasser zu iso-Oktan sollen für ein Parameterfeld bei unterschiedlichen Bedingungen untersucht werden, um die Grundlagen des Wasserzusatzes auf die Reaktionskinetik im Niedertemperaturbereich zu verstehen und in die Modellbildung zu übertragen. Die geplanten Untersuchungen stellen weitgehend Neuland dar. Zur Unterstützung sollen einige Analysen hierzu auch unter den stabilen Bedingungen vorgemischter ebener Niederdruckflammen stattfinden. Für die Modellbildung im Bereich der PCCI-Verbrennung sind detaillierte Untersuchungen der Bildung von Rußvorläuferspezies im Bereich bis zu etwa vier aromatischen Ringen insbesondere unter Niedertemperaturbedingungen geplant. Während die Reaktionen zur Bildung des ersten aromatischen Ringes als sehr gut verstanden gelten können, weist das grundlegende Verständnis der Bildungskinetik in der molekularen Vorläuferphase bis zu etwa 3-4 aromatischen Ringen noch sehr große Lücken auf. Dieser Phase, an die sich die erste Partikelnukleation zum Beispiel über Dimerisierung der mehrkernigen Aromaten anschließt, kommt innerhalb der Reaktionsketten vom Brennstoffmolekül zum Rußkeim eine große Bedeutung zu. Das entsprechende fundamentale Wissen ist für die Modellentwicklung in TP4 von entscheidender Bedeutung. Die Arbeiten sollen daher auch durch die Untersuchung besonders brennstoffreicher Zonen in einer nicht vorgemischten Flamme unterstützt werden. Für beide motorische Verfahren ist es zudem interessant, die Einflüsse der Zumischung von Abgaskomponenten auf die Reaktionskinetik zu verstehen. Anknüpfend an die Untersuchungen zur Wasserbeimischung sind hierzu einige grundlegende Analysen geplant. Zur Erfassung der Spezies als Funktion der Reaktionsbedingungen sollen an allen Versuchsträgern verschiedene Varianten massenspektrometrischer Verfahren eingesetzt werden, mit denen in der Arbeitsgruppe große Erfahrung vorliegt. Als unterstützende Techniken werden Gaschromatographie sowie Laserverfahren zur Temperaturbestimmung eingesetzt.
| Organisation | Count |
|---|---|
| Bund | 2205 |
| Europa | 5 |
| Kommune | 5 |
| Land | 59 |
| Weitere | 60 |
| Wirtschaft | 2 |
| Wissenschaft | 779 |
| Zivilgesellschaft | 150 |
| Type | Count |
|---|---|
| Daten und Messstellen | 120 |
| Ereignis | 2 |
| Förderprogramm | 2170 |
| Gesetzestext | 1 |
| Hochwertiger Datensatz | 4 |
| Taxon | 4 |
| Text | 47 |
| Umweltprüfung | 1 |
| unbekannt | 86 |
| License | Count |
|---|---|
| Geschlossen | 83 |
| Offen | 2345 |
| Unbekannt | 6 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 2047 |
| Englisch | 548 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Archiv | 31 |
| Bild | 9 |
| Datei | 89 |
| Dokument | 64 |
| Keine | 1460 |
| Multimedia | 1 |
| Unbekannt | 1 |
| Webseite | 824 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 1581 |
| Lebewesen und Lebensräume | 1550 |
| Luft | 1242 |
| Mensch und Umwelt | 2401 |
| Wasser | 980 |
| Weitere | 2434 |