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Einfluss von Ionen auf das atmosphärische Partikelwachstum - Studien an einem Flussreaktor und einer Aerosolkammer

Sekundäre Partikelneubildung ist eine Hauptquelle für atmosphärische Partikel mit wichtigen Folgen für das Klima und die menschliche Gesundheit. Dieses Vorhaben untersucht die Rolle von Luft Ionen bei der sekundären Partikelneubildung in Flussreaktor- und Aerosolkammer-Experimenten unter kontrollierten Laborbedingungen. Trotz beträchtlicher Fortschritte in der Messtechnik zur Untersuchung der atmosphärischen Nukleation und des Partikelwachstums bestehen weiterhin Verständnislücken hinsichtlich der grundlegenden physikalischen und chemischen Prozesse. Insbesondere die möglichen Effekte von Ionen-Partikel-Wechselwirkungen und von Ionenchemie auf die Partikelneubildung werden kontrovers diskutiert. In Ergänzung zu bestehenden Forschungsprogrammen hinsichtlich der Rolle von Ionen im initialen Nukleationsschritt wird vorgeschlagen, Ionen-Partikel-Wechselwirkungen während des anschließenden Partikelwachstums zu untersuchen und sich dabei auf direkte Messungen des Ladungszustands, der Wachstumsraten und der chemischen Zusammensetzung von sekundärem organischem Aerosol zu konzentrieren. Hierzu werden der Ladungszustand und die Wachstumsraten von Partikelpopulationen mit einem modifizierten Mobilitätspartikelspektrometer unter wohldefinierten Randbedingungen in Laborexperimenten quantifiziert. In einem nächsten Schritt werden die neuartigen Messmöglichkeiten unseres Aerosol-Massenspektrometers CAChUP voll ausgeschöpft, um den Beitrag verschiedener organischer Vorläufergase zur chemischen Zusammensetzung von sekundärem organischen Aerosol bei variierenden Ladungszuständen zu quantifizieren. Schließlich werden die Ergebnisse dieser Experimente durch Messungen zur sekundären organischen Partikelbildung bei wohldefinierten Ionenkonzentrationen an einer Aerosolkammer überprüft. Die vorgeschlagene Forschungsagenda ist somit darauf abgestimmt, mögliche ladungs-katalysierte chemische Mechanismen bei der sekundären Aerosolbildung besser einzuordnen.

Erprobungs- und Entwicklungsvorhaben (E+E): Renaturierungs- und Nutzungskonzepte fuer Stromtalwiesen am noerdlichen Oberrhein

Ziel des im Aufbau befindlichen Forschungsvorhabens ist die Erarbeitung wissenschaftlicher Grundlagen fuer eine nachhaltige Sicherung und Entwicklung der Restbestaende hochgradig gefaehrdeter Pflanzen und Pflanzengemeinschaften der Stromtalwiesen (Verband Cnidion) am hessischen Oberrhein. Hierbei sollen praxisnahe Verfahren zur Renaturierung und zukuenftigen Nutzung von artenreichem Stromtalgruenland entwickelt werden. Die Basis hierfuer bilden folgende Untersuchungsschwerpunkte: - Analyse der bisherigen Renaturierungs- und Pflegepraxis hinsichtlich ihrer Effizienz fuer den Arten- und Phytocoenosenschutz, - Erhebung von Daten zur Autoekologie und Populationsbiologie wertbestimmender Pflanzenarten der Stromtalwiesen (u.a. Untersuchungen zur Standortbindung, zum Diasporenvorrat im Boden sowie zum Keimungs- und Etablierungsverhalten), - Erprobung von Renaturierungsverfahren zur gezielten Wiederansiedlung und Ausbreitung von seltenen Stromtalarten durch die Aufbringung von diasporenhaltigem Maehgut aus artenreichen Altbestaenden, - Entwicklung praxisnaher Konzepte fuer die zukuenftige Nutzung artenreicher Stromtalwiesen. Die durchgefuehrten Untersuchungen sollen neben bislang fehlenden Grundlageninformationen zur Syn-, Aut- und Populationsoekologie hochgradig gefaehrdeter Pflanzen und Pflanzengemeinschaften der Stromtalwiesen vor allem praktische Anleitungen fuer das zukuenftige Renaturierungs-, Pflege- und Entwicklungsmanagement in grossen Stromauen liefern.

Leitfaden schafft Grundlage für Sicherung der Trinkwasserqualität

Leitfaden schafft Grundlage für Sicherung der Trinkwasserqualität Der im Februar 2017 erschienene "Leitfaden zur Untersuchung und Bewertung von radioaktiven Stoffen im Trinkwasser bei der Umsetzung der Trinkwasserverordnung" legt die Grundlagen für eine umfassende Überprüfung der Wasserqualität im Hinblick auf radioaktivitätsbezogene Parameter. Laut Trinkwasserverordnung sind Wasserversorgungsunternehmen grundsätzlich verpflichtet, Untersuchungen zur Konzentration von Radionukliden im Trinkwasser vorzunehmen. Der Leitfaden bietet dafür einheitliche Grundlagen. Basis ist eine europäische Richtlinie, die 2013 in Kraft trat und 2015 in der deutschen Trinkwasserverordnung aufgenommen wurde. 2009 schuf das Bundesamt für Strahlenschutz ( BfS ) mit einer umfangreichen systematischen Untersuchung eine fachliche Grundlage für die Festlegung von Anforderungen an die Überwachung der natürlichen Radioaktivität im Trinkwasser im Rahmen des Trinkwasserrechts. Wasserspeicher im Wasserwerk Quelle: © Joachim Donath Der Leitfaden zur Untersuchung und Bewertung von radioaktiven Stoffen im Trinkwasser schafft die Grundlage für die langfristige Qualitätssicherung des Trinkwassers. Er vereinheitlicht sowohl die Untersuchungen als auch die Umsetzung durch die Aufsichtsbehörden. Er entstand unter der Federführung des BfS und ersetzt eine frühere Fassung aus dem Jahr 2012. Laut Trinkwasserverordnung sind Wasserversorgungsunternehmen grundsätzlich verpflichtet, Untersuchungen der Konzentration von Radionukliden im Trinkwasser vorzunehmen. Der Leitfaden leistet einen Beitrag zum einheitlichen Verständnis der rechtlichen Vorgaben. Das Bundesumweltministerium ( BMUKN ), das Bundesamt für Strahlenschutz ( BfS ), das Bundesministerium für Gesundheit ( BMG ), das Umweltbundesamt ( UBA ), die zuständigen Landesbehörden sowie der Deutsche Verein des Gas- und Wasserfaches e.V. (DVGW) und der Bundesverband der Energie- und Wasserwirtschaft e.V. (BDEW) empfehlen die Anwendung des Trinkwasser-Leitfadens. Der Leitfaden entspricht dem aktuellen Stand der Wissenschaft. Entstehung des Leitfadens: Erste BfS -Studie zwischen 2003 und 2008, europäische Richtlinien und Verordnungen Im Auftrag des Bundesumweltministeriums hat das BfS von 2003 bis 2008 ein umfangreiches Forschungsprogramm durchgeführt, um den Gehalt an natürlichen Radionukliden im Trinkwasser zu ermitteln und die daraus resultierende Strahlenbelastung zu ermitteln. Das BfS hat die Studie "Strahlenexposition durch natürliche Radionuklide im Trinkwasser in der Bundesrepublik Deutschland" 2009 veröffentlicht. Die Studie erfasste große Teile des Bundesgebiets, Experten untersuchten 582 Trinkwasserproben. In Ballungsgebieten stammten diese vorwiegend aus größeren Wasserversorgungsanlagen, die teilweise mehrere Millionen Menschen mit Trinkwasser versorgen. Zusätzlich wurden gezielt Proben von Wasserversorgungsanlagen in Gebieten mit erhöhter natürlicher Radioaktivität der Bundesländer Bayern, Sachsen, Baden-Württemberg, Thüringen, Rheinland-Pfalz und Sachsen-Anhalt untersucht. Aufgrund dieser Herangehensweise sind die gewonnenen Daten repräsentativ im Sinne der Aufgabenstellung. Ergebnis: Strahlenbelastung des Menschen durch natürliche Radionuklide im Trinkwasser gering Die Studie ergab, dass die Belastung durch natürliche Radionuklide im Trinkwasser in Deutschland insgesamt als gering eingestuft werden kann. Erwachsene sind demnach aufgrund von Radionukliden im Trinkwasser durchschnittlich einer Strahlung von etwa 0,009 Millisievert pro Jahr ausgesetzt. Bei Säuglingen liegt dieser Wert im Schnitt etwa bei 0,05 Millisievert . Zum Vergleich: Die natürliche Strahlenbelastung, der die Bevölkerung insgesamt im Schnitt pro Jahr ausgesetzt ist beträgt etwa 2,1 Millisievert . Allerdings kann das Trinkwasser je nach Beschaffenheit des Untergrunds einen erhöhten Gehalt an natürlichen Radionukliden aufweisen. Eine vom BfS geleitete fachübergreifende Arbeitsgruppe aus Vertretenden von Ministerien, Landesmessstellen, analytischen Laboratorien und Trinkwasserverbänden erarbeitete daraufhin zwischen 2009 und 2012 einen Leitfaden zur Untersuchung und Bewertung von Radioaktivität im Trinkwasser, der die bestehenden Anforderungen auf empfehlender Basis konkretisiert. Mit der Richtlinie 2013/51/EURATOM legte der Rat der Europäischen Union 2013 Anforderungen an den Schutz der Gesundheit der Bevölkerung hinsichtlich radioaktiver Stoffe im Trinkwasser fest und verpflichtete die EU -Mitgliedsstaaten, die Richtlinie bis zum 28. November 2015 in nationales Recht umzusetzen. In Deutschland erfolgte die Umsetzung mit der Dritten Verordnung zur Änderung der Trinkwasserverordnung (TrinkwV) vom 18. November 2015. Anforderungen an die praktische Umsetzung Der Leitfaden benennt, welche Anforderungen die jeweiligen Untersuchungsstellen bei den Probennahmen erfüllen müssen – zum Beispiel welche Untersuchungsverfahren anzuwenden sind oder wie häufig Proben genommen werden sollen. Für bestimmte Radionuklide gibt die Verordnung zudem Referenzaktivitätskonzentrationen an, mit denen die Messergebnisse in Bezug gesetzt werden können. Diese Instrumente sind die Grundlage, um in Einzelfällen Maßnahmen zur Reduzierung von Radionuklidkonzentrationen im Trinkwasser anordnen zu können und damit zum Schutz der menschlichen Gesundheit die Qualität des Trinkwassers sicher zu stellen. Die im Leitfaden erläuterten Untersuchungen und Bewertungen von radioaktivitätsbezogenen Parametern im Trinkwasser bei der Umsetzung der Trinkwasserverordnung dürfen nur von dafür zugelassenen Untersuchungsstellen durchgeführt werden. Eine Zulassung als Untersuchungsstelle durch die zuständige Landesbehörde erhalten Labore, die hierfür nach den Regelungen der geltenden Trinkwasserverordnung akkreditiert sind. Dabei ist es auch möglich, dass sich Labore nur für die Untersuchung einzelner Parameter akkreditieren lassen. Als qualitätssichernde Maßnahme haben akkreditierte Labore regelmäßig an Vergleichsanalysen teilzunehmen. Diese werden für die Bestimmung von natürlichen Radionukliden im Trinkwasser u. a. vom Bundesamt für Strahlenschutz ( BfS ) regelmäßig angeboten. Damit soll die langfristige hohe Qualität des Trinkwassers in Deutschland weiterhin gesichert werden. Stand: 16.04.2026

Wirksamkeit von Lärmschirmen an 2- und 6-streifigen Straßenquerschnitten

Die Schallpegelmessungen werden gemäß Forschungsprogramm Straßenwesen FA 2.206 nacheinander abgewickelt (Autobahnen in 2001, Straßen in 2002). Es wird jeweils nur an einem Messort und dort an jeweils 7 Messpunkten gleichzeitig gemessen. Das Verkehrsaufkommen wird ebenfalls messtechnisch erfasst. Alle Messwerte werden für die Auswertung elektronisch gespeichert. Die Auswertungen werden nach jeder Messkampagne durchgeführt. Das Ziel der gesamten Messreihen ist es, nachzuweisen, inwieweit die Vernachlässigung der Boden- und Meteorologiedämpfungen bei der Schallausbreitungsberechnung über Schallschirme gerechtfertigt ist.

Forschungsprogramm Stadtverkehr (FoPS), Anpassung von verkehrlichen Infrastrukturen aufgrund des Stadtumbaus

Stadtumbauprozesse wirken sich durch Veränderung der Stadtstrukturen auch auf die Nachfrage im Verkehrsbereich aus. Bezogen auf Stadt- und Straßenbahnen ergeben sich daraus Fragen der Effizienz. Im Projekt sollen Strategien entwickelt werden, die hinsichtlich der schienengebundenen ÖPNV-Systeme zu tragfähigen Entscheidungen führen und dabei alle Handlungsoptionen von Rückbau bis Umbau oder Ergänzung einbeziehen. Grundlagen sind dabei neben wirtschaftlichen Faktoren auch die Entwicklungsziele der Stadt, Umweltfragen sowie 'weiche' Standortfaktoren. Hintergrund und Anlass: Hintergrund des Projektes ist der demografische Wandel sowie der von Bevölkerungsrückgang und Wanderungsbewegungen ausgelöste oder beschleunigte Strukturwandel in den Städten. Auf diesen Strukturwandel wurde in der Vergangenheit in ganz Deutschland mit dem Instrument des gebietsbezogenen Stadtumbaus reagiert. Stadtumbauprozesse führen aber stets auch zu Anpassungserfordernissen bezüglich Planung, Finanzierung sowie Organisation und Betrieb der verkehrlichen Infrastruktur. In diesem Projekt soll besonders der Bereich von Stadt- und Straßenbahnen infrastrukturseitig beleuchtet werden. Hier müssen Unterhalts- oder Rückbaukosten auf verschiedenen Ebenen mit Standort- und Attraktivitätsvorteilen abgewogen werden. Dabei ist stets auch den Anforderungen an Lärm-, Emissions- und Klimaschutz sowie Energieeffizienz Rechnung zu tragen. Dies erfordert eine frühzeitige Verzahnung und Integration der verkehrlichen Prozesse mit dem Stadtumbau, um dauerhaften Fehlentwicklungen hinsichtlich der perspektivischen Tragfähigkeit der Straßenbahnsysteme vorzubeugen. Auch die Rückkopplungswirkungen der Infrastrukturentwicklung auf stadtstrukturelle Prozesse gilt es dabei im Auge zu behalten.

Einfluss der Vegetationsstruktur auf die Invasibilität von subarktischen Heidesystemen

Der aktuelle Klimawandel hat bereits Auswirkungen auf eine Reihe natürlicher Prozesse (z.B. Walther et al. 2002, Nature 416: 389-395; Walker et al. 2006, PNAS 103: 1342-1346). Ansteigende Temperaturen haben die Phänologie von Arten verändert mit bedeutenden Auswirkungen für komplexe direkte und indirekte Interaktionen zwischen Arten und es gibt deutliche Hinweise auf aktuelle Arealverschiebungen als Reaktion auf Erwärmung (Walther et al. 2002; 2005, P Roy Soc B-Biol Sci 272: 1427-1432). Die Ergebnisse des International Tundra Experiment (ITEX) Forschungsprogramms zu Auswirkungen von Temperaturerhöhung auf die Struktur von Pflanzengemeinschaften deuten an, dass (1) die Produktivität ansteigen wird, (2) der Deckungsgrad toter Pflanzenteile (Streu) und der Deckungsgrad von Zwergsträuchern und Gräsern zunehmen wird, während (3) der Deckungsgrad von Moosen in arktischen Regionen abnehmen wird (Walker et al. 2006). Die für die Zusammensetzung von Pflanzengemeinschaften und die Verbreitungsreale von Arten erwarteten Veränderungen als Folge des Klimawandels hängen von der Invasibilität von Pflanzengemeinschaften ab. Obgleich letztere wiederum unter anderem durch die Vegetationsstruktur (z.B. Deckung, Höhe der Vegetation) bestimmt wird, ist die Bedeutung verschiedener Komponenten der Vegetationsstruktur (Sträucher, Moose, Gräser, Krautige) noch wenig erforscht. Im Lichte der klimainduzierten Veränderungen dieser Komponenten können empirische Studien zur Invasibilität von Pflanzengemeinschaften wichtige Informationen für die realistische Modellierung bezüglich der erwarteten Veränderung der Zusammensetzung von Vegetation und der Verbreitung von Arten liefern. Daher ist es Ziel dieses Projektes die Auswirkungen von Veränderungen verschiedener Komponenten der Vegetationsstruktur (Lebende Pflanzen, Moose, Streu) auf die Etablierung von Keimlingen in einem subarktischen Heidesystem zu analysieren.

Koordiniertes deutsch-französisches Forschungsprogramm für Hochleistungsbatterien, die ein schnelles Aufladen und eine lange Lebensdauer ermöglichen und gleichzeitig eine ausreichende Energiedichte gewährleisten

Micro-scaled hydraulic heterogeneity in subsoils

Nutrient and water supply for organisms in soil is strongly affected by the physical and physico-chemical properties of the microenvironment, i.e. pore space topology (pore size, tortuosity, connectivity) and pore surface properties (surface charge, surface energy). Spatial decoupling of biological processes through the physical (spatial) separation of SOM, microorganisms and extracellular enzyme activity is apparently one of the most important factors leading to the protection and stabilization of soil organic matter (SOM) in subsoils. However, it is largely unknown, if physical constraints can explain the very low turnover rates of organic carbon in subsoils. Hence, the objective of P4 is to combine the information from the physical structure of the soil (local bulk density, macropore structure, aggregation, texture gradients) with surface properties of particles or aggregate surfaces to obtain a comprehensive set of physical important parameters. It is the goal to determine how relevant these physical factors in the subsoil are to enforce the hydraulic heterogeneity of the subsoil flow system during wetting and drying. Our hypothesis is that increasing water repellency enforces the moisture pattern heterogeneity caused already by geometrical factors. Pore space heterogeneity will be assessed by the bulk density patterns via x-ray radiography. Local pattern of soil moisture is evaluated by the difference of X-ray signals of dry and wet soil (project partner H.J. Vogel, UFZ Halle). With the innovative combination of three methods (high resolution X-ray radiography, small scale contact angle mapping, both applied to a flow cell shaped sample with undisturbed soil) it will be determined if the impact of water repellency leads to an increase in the hydraulic flow field heterogeneity of the unsaturated sample, i.e. during infiltration events and the following redistribution phase. An interdisciplinary cooperation within the research program is the important link which is realized by using the same flow cell samples to match the spatial patterns of physical, chemical, and biological factors in undisturbed subsoil. This cooperation with respect to spatial pattern analysis will include the analysis of enzyme activities within and outside of flow paths and the spatial distribution of key soil properties (texture, organic carbon, iron oxide content) evaluated by IR mapping. To study dissolved organic matter (DOM) sorption in soils of varying mineral composition and the selective association of DOM with mineral surfaces in context with recognized flow field pattern, we will conduct a central DOM leaching experiment and the coating of iron oxides which are placed inside the flow cell during percolation with marked DOM solution. Overall objective is to elucidate if spatial separation of degrading organisms and enzymes from the substrates may be interconnected with defined physical features of the soil matrix thus explaining subsoil SOM stability and -dynami

Gesundheitsforum des Fachzentrums Klimawandel Hessen

Methode: Das Forum setzt sich interdisziplinär zusammen und deckt die Fachbereiche Biometeriologie, vektorübertragene Krankheiten, Veterinärmedizin und Infektiologie, Umwelthygiene sowie Pflege und Betreuung ab. Beteiligt sind Fachleute aus wissenschaftlichen Institutionen und Forschungseinrichtungen in Hessen. Weiter sind neben dem Deutschen Wetterdienst hessische Behörden aus dem Gesundheitswesen und der Betreuungs- und Pflegeaufsicht sowie dem Veterinärwesen vertreten. Ziel: Das Forum dient der Vernetzung und als Plattform des Informationsaustauschs und der Multiplikation über laufende Vorhaben und Forschungsaktivitäten der Mitglieder. Außerdem fungiert es initiierend und begleitend bei der Entwicklung und Durchführung von Projekten mit Bezug zu Klimawandel und Gesundheit im Rahmen des Forschungsprogramms INKLIM-A (Interdisziplinäre Forschung zu Klimawandel, Folgen und Anpassung in Hessen).

Forst- und Holzwirtschaft in der Regionalwirtschaft

Dieser Forschungsschwerpunkt wird seit 1997 aufgebaut. Dabei wird auf Erfahrungen aus der Marktforschung, aus umweltoekonomischen Untersuchungen sowie aus einzelnen Projekten zur Waldnutzung in den Tropen und Subtropen zurueckgegriffen. Mit Partnern aus Deutschland, Oesterreich und der Schweiz wurde bei der Europaeischen Union die Finanzierung des Forschungsvorhabens 'Erfolgsfaktoren und Wirkungen von regionalen Produktionsketten und zwischenbetrieblichen Kooperationen' beantragt.

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