Im hessischen Emissionskataster werden die Emissionen aus der Landwirtschaft, aus Wäldern und aus Deponien/Altablagerungen in der Emittentengruppe biogene und nicht gefasste Quellen dokumentiert. Die Ersterhebung für das Jahr 1992 wurde vom Institut für Pflanzenökologie der Universität Gießen durchgeführt und betraf sowohl die Emissionen aus der Landwirtschaft, die Emissionen der hessischen Wälder, die Emissionen von Abfalldeponien und Altablagerungen sowie weitere, weniger relevante Bereiche. Die Einzelheiten zu dieser Erhebung sind in einem gesonderten Bericht („Emissionskataster Hessen – Landesweite Abschätzung der Emissionen aus biogenen und nicht gefaßten Quellen“, Hessische Landesanstalt für Umwelt, Heft 184, Februar 1996) veröffentlicht. In den nachfolgenden Erhebungen wurden die Emissionen aus der Landwirtschaft (Tierhaltung und Nutzung landwirtschaftlicher Böden) durch das Thünen-Institut (Johann Heinrich von Thünen-Institut, Bundesforschungsinstitut für Ländliche Räume, Wald und Fischerei, Braunschweig) berechnet. Die Datengrundlage für die aus Deponien angegebenen Methan-Emissionen ist seit der Fortschreibung 2006 das europäische Schadstofffreisetzungs- und -verbringungsregister (Pollutant Release and Transfer Register, PRTR). Die Emissionen der hessischen Wälder (NMVOC) werden über die Zeit als konstant angenommen und bei den einzelnen Fortschreibungen der Quellengruppe in der Höhe wie bei der Ersterhebung gesetzt. Bei allen Erhebungen wurden die Emissionsdaten auf Kreisebene (kreisfreie Städte bzw. Landkreise) ermittelt. Die folgende Übersicht zeigt die jeweils wichtigsten Herkunftsbereiche für die Schadstoffe der Emittentengruppe biogene und nicht gefasste Quellen: Stickstoffmonoxid (NO) landwirtschaftlich genutzte Böden, Mineral- und Wirtschaftsdüngeranwendung landwirtschaftlich genutzte Böden, Mineral- und Wirtschaftsdüngeranwendung Ammoniak (NH 3 ) Nutztierhaltung Nutztierhaltung Lachgas (N 2 O) landwirtschaftlich genutzte Böden, Mineral- und Wirtschaftsdüngeranwendung landwirtschaftlich genutzte Böden, Mineral- und Wirtschaftsdüngeranwendung flüchtige organische Verbindungen ohne Methan (NMVOC) Wald (Nadel- und Laubbäume), Nutztierhaltung Wald (Nadel- und Laubbäume), Nutztierhaltung Methan (CH 4 ) Nutztierhaltung, Deponien Nutztierhaltung, Deponien Feinstaub (PM10) Bewirtschaftung von Ackerland, Nutztierhaltung Bewirtschaftung von Ackerland, Nutztierhaltung Im Bereich der biogenen und nicht gefassten Quellen werden Emissionen von anorganischen und organischen Gasen aus der Landwirtschaft, aus Wäldern und aus Deponien erfasst. In der Ersterhebung für diese Emittentengruppe von 1992 wurden die Feinstaubemissionen aus der Landwirtschaft nicht ermittelt. Auch war die Datenlage für die NOx-Emissionen (Stickstoffmonoxid und Stickstoffdioxid) so unbefriedigend, dass in der nachstehenden Tabelle der für 1992 ermittelte Schätzwert von 4.900 t/a NO-N (reaktiver Stickstoff) für Gesamthessen nicht wiedergegeben wird. Jahresemissionen der biogenen und nicht gefassten Quellen in Hessen: 1992 2000 2006 2012 Anorganische Gase Stickstoffmonoxid (NO) (angegeben als NO 2 ) - 5.038 4.086 5.182 Ammoniak (NH 3 ) 30.980 24.160 22.356 20.304 Lachgas (N 2 O) 7.731 3.819 3.328 3.870 Organische Gase NMVOC 1) 41.575 38.493 37.758 37.376 Methan (CH 4 ) 434.400 176.277 56.201 47.975 Staub Feinstaub PM10 1.263 1.246 1.279 - keine Emissionsdaten vorhanden 1) flüchtige organische Verbindungen ohne Methan Der NMVOC-Emissionswert ist stofflich nicht weiter aufgegliedert. Hinter den biogenen NMVOC verbirgt sich eine Vielzahl flüchtiger organischer Komponenten. Insbesondere Wälder setzen große Mengen NMVOC (in Hessen ca. 30.800 t/a) frei; Nadelbäume emittieren vornehmlich Terpene, Laubbäume insbesondere Isopren. Der Vergleich mit den übrigen Emittentengruppen zeigt, dass die Emissionen von Methan, Ammoniak und Lachgas weitgehend auf die biogenen und nicht gefassten Quellen zurückgehen. Auch bei den NMVOC tragen die biogenen und nicht gefassten Quellen mit einem erheblichen Anteil zum Gesamtemissionswert aller Emittentengruppen bei. Die hessische Ersterhebung zu den biogenen und nicht gefassten Quellen mit dem Bezugsjahr 1992 („Emissionskataster Hessen – Landesweite Abschätzung der Emissionen aus biogenen und nicht gefaßten Quellen“, Hessische Landesanstalt für Umwelt, Heft 184, Februar 1996) umfasste Abschätzungen zu den Schadstoffemissionen in die Luft aus der Nutztierhaltung, von natürlichen und landwirtschaftlich genutzter Böden, Emissionen der Vegetation (insbesondere Wälder), von Abfalldeponien und Altablagerungen, aus Gewässern und der Abwasserreinigung, dem Kohlenbergbau, der Biomasseverbrennung und der Kompostierung organischer Abfälle. Einige dieser Abschätzungen sind von der Menge der Emissionen in einer Größenordnung, die nur wenig zu den Gesamtemissionen beitragen oder weisen eine so große Unsicherheit auf, dass die Entwicklung dieser Emissionen nicht weiter verfolgt wird. In den späteren Fortschreibungen werden deshalb nur noch die Emissionen aus der Landwirtschaft (Nutztierhaltung und Bodenbewirtschaftung), der hessischen Wälder (NMVOC) und der Abfalldeponien (Methan) berücksichtigt. In der Tabelle fallen insbesondere die stark rückläufigen Methanemissionen auf. Die Hauptursachen hierfür liegen im Abfallbereich: Bei den Deponien ist die CH 4 -Freisetzung seit den 90er Jahren durch Maßnahmen wie Getrenntmüllsammlung und Deponiegaserfassung erheblich gesunken. Außerdem findet eine kontinuierliche Abnahme der Methanproduktion von Altdeponien statt (nach einer groben Schätzung reduziert sich die Methanproduktion alle 10 Jahre auf ein Viertel). Seit dem 1. Juni 2005 ist die Ablagerung biologisch abbaubarer Abfälle gar nicht mehr zulässig. Für das Jahr 1992 waren im Abfallbereich ca. 362.000 t/a Methan (Abfalldeponien ca. 219.000 t/a, Altablagerungen ca. 143.000 t/a) zu verzeichnen, während im Jahr 2000 noch knapp 114.000 t/a Methan (Abfalldeponien ca. 35.000 t/a, Altablagerungen ca. 79.000 t/a) diesem Sektor zuzurechnen waren. Da im PRTR (Pollutant Release and Transfer Register) neben den offenen Deponien auch Deponien erfasst werden, die sich in der sogenannten Nachsorgephase befinden, wurden ab Erhebung 2006 keine weiteren Methanemissionen aus Altdeponien berücksichtigt. Die PRTR-Methanemissionen für Deponien im Jahr 2006 betrugen ca. 11.300 t/a, während dieser Wert in 2012 auf ca. 6.000 t/a sank. In der Datenreihe zu NMVOC sind in allen Jahrgängen (als gleichbleibend angenommene) Emissionen in Höhe von 30.769 t/a aus den hessischen Wäldern enthalten. Der sichtbare Rückgang dieser Emissionen beruht allein auf der Landwirtschaft.
Das Projekt "Teilprojekt B" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität München, Campus Straubing für Biotechnologie und Nachhaltigkeit, Lehrstuhl für Chemie Biogener Rohstoffe durchgeführt. Ausgehend von einem Xylan-reichen Abfallstrom aus einer Lignocellulose-Bioraffinerie, zielt XYLOPHON auf die Herstellung neuer, biobasierter Additive für den Schmiermittelbereich ab. Die fermentative Verwertung von C5-Zuckern steht dabei im Mittelpunkt der Entwicklung, um effiziente mikrobielle Produktionsorganismen für Isopren, Fettsäuren und Exopolysaccharide zu erzeugen. Damit einher geht auch die Entwicklung von Strategien zur Abtrennung der hergestellten Stoffe vom Fermentationsmedium. Mit Hilfe einer nachgelagerten chemischen Modifikation werden die fermentativen Produkte weiter veredelt und hinsichtlich ihrer Eignung als Schmierstoffadditiv in industriell relevanter Umgebung validiert. Das XYLOPHON Produktportfolio soll dabei nicht nur die Gruppe der bestehenden Schmierstoffadditive erweitern, sondern auch eine nachhaltige, biobasierte Lösung für einen Industriesektor darstellen, welcher nach wie vor sehr stark auf Produkte aus fossilen Ressourcen basiert.
Das Projekt "WTZ China: SO-TRACE - Emissionen von Dimethylsulfid und Isopren und ihr Einfluss auf Aerosole und Klima im Südpolarmeer" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel (GEOMAR) durchgeführt. Der Ozean ist eine Quelle für atmosphärische Gase, die trotz ihrer geringen Konzentration in der Atmosphäre eine große Wirkung auf das Klima der Erde haben. Diese klimarelevanten Spurengase beeinflussen z.B. den Treibhauseffekt oder die Ausweitung des Ozonlochs. Besonders die Wirkung mariner Spurengase auf die Aerosolbildung wird heute stark diskutiert. Direkte Beweise fehlen unter anderem deshalb, weil es an gleichzeitigen Messungen von marinen Gasemissionen sowie Aerosolbeschaffenheit und -konzentration mangelt. Aerosole erhöhen das Rückstrahlvermögen der Erde und sind damit ein wichtiger natürlicher Gegenprozess zur globalen Erwärmung. Trotzdem ist die Menge der vom Ozean emittierten Spurengase mit großen Unsicherheiten behaftet. Das Südpolarmeer ist dabei von doppelt großer Bedeutung: Einerseits liegen durch seine Abgelegenheit sehr wenige Messdaten vor, die jedoch auf vergleichsweise große Emissionen hindeuten. Andererseits ist es relativ unberührt von menschlichem Einfluss: Natürliche Prozessen können deshalb nahezu ungehindert beobachtet werden. Ziel des Projekts ist es daher, die Rolle mariner Spurengasemissionen bei der Bildung von Aerosolen im Südpolarmeer besser zu verstehen. Dazu sollen in Zusammenarbeit mit dem Third Institute of Oceanography, Xiamen, China, Messungen auf zwei Seereisen in diese Region durchgeführt werden. Ein Fokus wird auf die Spurengase Dimethylsulfid und Isopren gelegt, die dort in hohen Konzentrationen im Wasser vorkommen. Da es sich bei den Auswirkungen des Klimawandels um ein globales Problem handelt, wird durch die gemeinsame Forschung nicht nur die deutsche und chinesische Gesellschaft profitieren. Beide Länder haben sich mit der Verabschiedung des Pariser Klimaabkommens politisch hinter den Klimaschutz gestellt. Dafür ist ein verbessertes Prozessverständnis unerlässlich. Mit einer solchen Zusammenarbeit wird die Expertise zweier Institute kombiniert, um das globale Klimaverständnis zu verbessern.
Das Projekt "Teilprojekt A" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik, Institutsteil Straubing, Bio-, Elektro- und Chemokatalyse durchgeführt. Ausgehend von einem Xylan-reichen Abfallstrom aus einer Lignocellulose-Bioraffinerie, zielt Xylophon auf die Herstellung neuer, biobasierter Additive für den Schmiermittelbereich ab. Die fermentative Verwertung von C5-Zuckern steht dabei im Mittelpunkt der Entwicklung um effiziente mikrobielle Produktionsorganismen für Isopren, Fettsäuren und Exopolysaccharide zu erzeugen. Damit einher geht auch die Entwicklung von Strategien zur Abtrennung der hergestellten Stoffe vom Fermentationsmedium. Mit Hilfe einer nachgelagerten chemischen Modifikation werden die fermentativen Produkte weiter veredelt und hinsichtlich ihrer Eignung als Schmierstoffadditiv in industriell relevanter Umgebung validiert. Das Xylophone Produktportfolio soll dabei nicht nur die Gruppe der bestehenden Schmierstoffadditive erweitern, sondern auch eine nachhaltige, biobasierte Lösung für einen Industriesektor darstellen, welcher nach wie vor sehr stark auf Produkte aus fossilen Ressourcen basiert.
Das Projekt "Teilprojekt A" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Algenol Biofuels Germany GmbH durchgeführt. 1. Testung optimierter Produzenten von Ethanol, Ethylen und Isopren unter realen Produktionsbedingungen: Sowohl die bereits generierten Ethanol-Produktionsstämme, als auch die von anderen Projektpartnern optimierten Produktionsstämme für Ethanol sowie Ethylen und Isopren werden unter Labor- und v.a. Freilandbedingungen kultiviert und charakterisiert. Schwerpunkt der Charakterisierung sind insbesondere eine erhöhte Kohlenstofffixierung, eine genetisch stabilere EtOH-Produktion sowie eine Kontrolle von heterotrophen Ethanol-konsumierenden Begleitbakterien und Pilzen. 2. Entwicklung und Einsatz eines Kulturmonitorings für die Ableitung eines Sun-to-EtOH-Modells: Die Entwicklung und der Einsatz des Monitorings erfolgt mit dem Ziel, durch die Analyse und Interpretation der verschiedenen Monitoringparameter ein sog. Sun-to-EtOH-Modells zu entwickeln und im Rahmen von Freilandkultivierungsversuchen zu validieren. zu 1.) Der Erfolg der gentechnischen Optimierung soll mittels verschiedener molekular- und mikrobiologischer Methoden verifiziert werden. Bezüglich der molekularbiologischen Methoden kommen insbesondere qPCR-basierte Methoden zum Einsatz.. zu 2.) Für die Erstellung des Modells werden alle im Kulturmonotoring erhobenen Daten herangezogen. Abschließend soll das Modell basierend auf nur wenigen Daten Vorhersagen der zu erwartenden EtOH-Produktivität eines Stammes an verschiedenen Standorten mit z.B. bekannten Temperatur- und Lichtprofilen ermöglichen (Sun-to-EtOH).
Das Projekt "Teilprojekt B" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Max-Planck-Institut für molekulare Pflanzenphysiologie durchgeführt. METAFOR entwickelt einen eleganten und wirtschaftlichen Hybridansatz für die elektrochemische CO2-Reduktion zu C1-Verbindungen und die nachfolgende biologische Umwandlung zu wichtigen Basischemikalien. Die methylotrophe Hefe Ogataea polymorpha wird zu einem Plattformorganismus für die Umsetzung der C1-Verbindungen Methanol und Formiat zu Wertprodukten aufgebaut. Hierfür wird sowohl die native Fähigkeit der Methanolassimilation ausgenutzt als auch ein synthetischer Formiatverwertungsweg entwickelt. Der rekombinante Stamm wird in METAFOR beispielhaft eine organische Säure (Laktat), einen Alkohol (Isobutanol), ein Isoprenoid (Isopren) und ein Keton (Aceton) synthetisieren. Basierend auf den in METAFOR entwickelten Metabolic Engineering Werkzeugen für den Organismus kann die Plattform leicht auf weitere relevante Chemikalien ausgeweitet werden. METAFOR kombiniert den mikrobiellen Prozess mit einer vorgeschalteten chemischen CO2-Reduktion zu Formiat. Dazu wird der chemische Prozess so optimiert, dass das Formiat in einer biokompatiblen, wässrigen Lösung bereitgestellt wird, die direkt in die nachfolgende Fermentation eingespeist werden kann. Hierdurch wird eine Aufreinigung des C1 Edukts unnötig und die Prozessökonomie verbessert. Durch die Kombination chemischer und biologischer Prozesse zur C1 Umwandlung nutzt METAFOR die Vorteile beider wirkungsvoll aus: Die chemische Gaskonversion erlaubt eine kosteneffektive Reduktion von CO2 zu einfachen C1-Verbindungen, die katalytische Überlegenheit biologischer Systeme erlaubt die effiziente Umwandlung in komplexere Wertprodukte. Die Verwendung nicht-gasförmiger C1 Substrate umgeht die Stofftransportlimitationen von Gasfermentationen. Die METAFOR Strategie trägt damit direkt zur Lösung prominenter Herausforderungen der C1-basierten Produktsynthese bei und liefert somit einen starken Beitrag zur Etablierung einer nachhaltigen Bioökonomie und einer verringerten Abhängigkeit der chemischen Produktion von fossilen Ressourcen.
Das Projekt "Teilprojekt A" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen Aachen University, Institut für Angewandte Mikrobiologie, Lehrstuhl für Angewandte Mikrobiologie durchgeführt. METAFOR entwickelt einen eleganten und wirtschaftlichen Hybridansatz für die elektrochemische CO2-Reduktion zu C1-Verbindungen und die nachfolgende biologische Umwandlung zu wichtigen Basischemikalien. Die methylotrophe Hefe Ogataea polymorpha wird zu einem Plattformorganismus für die Umsetzung der C1-Verbindungen Methanol und Formiat zu Wertprodukten aufgebaut. Hierfür wird sowohl die native Fähigkeit der Methanolassimilation ausgenutzt als auch ein synthetischer Formiatverwertungsweg entwickelt. Der rekombinante Stamm wird in METAFOR beispielhaft eine organische Säure (Laktat), einen Alkohol (Isobutanol), ein Isoprenoid (Isopren) und ein Keton (Aceton) synthetisieren. Basierend auf den in METAFOR entwickelten Metabolic Engineering Werkzeugen für den Organismus kann die Plattform leicht auf weitere relevante Chemikalien ausgeweitet werden. METAFOR kombiniert den mikrobiellen Prozess mit einer vorgeschalteten chemischen CO2-Reduktion zu Formiat. Dazu wird der chemische Prozess so optimiert, dass das Formiat in einer biokompatiblen, wässrigen Lösung bereitgestellt wird, die direkt in die nachfolgende Fermentation eingespeist werden kann. Hierdurch wird eine Aufreinigung des C1 Edukts unnötig und die Prozessökonomie verbessert. Durch die Kombination chemischer und biologischer Prozesse zur C1 Umwandlung nutzt METAFOR die Vorteile beider wirkungsvoll aus: Die chemische Gaskonversion erlaubt eine kosteneffektive Reduktion von CO2 zu einfachen C1-Verbindungen, die katalytische Überlegenheit biologischer Systeme erlaubt die effiziente Umwandlung in komplexere Wertprodukte. Die Verwendung nicht-gasförmiger C1 Substrate umgeht die Stofftransportlimitationen von Gasfermentationen. Die METAFOR Strategie trägt damit direkt zur Lösung prominenter Herausforderungen der C1-basierten Produktsynthese bei und liefert somit einen starken Beitrag zur Etablierung einer nachhaltigen Bioökonomie und einer verringerten Abhängigkeit der chemischen Produktion von fossilen Ressourcen.
Das Projekt "Bildung und Umwandlung von Wasserstoffperoxid und organischen Peroxiden in Waeldern" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Gesellschaft zur Förderung der Spektrochemie und Angewandten Spektroskopie, Institut für Spektrochemie und Angewandte Spektroskopie durchgeführt. Achievements: The degradation of natural non methane hydrocarbons (NMHC) (isoprene and terpenes) and formation of peroxides in forest air have been studied. Reliable sampling and determination techniques were developed for the detection of isoprene and monoterpenes. For hydrogen peroxide a previously developed method based on cryosampling and chemiluminescence detection was available. A technique based on the adsorptive preconcentration on 2 adsorbents, combined with an ozone scrubber in front of the sampling tubes was chosen for the measurement of biogenic hydrocarbons. The complexity of the composition of ambient air required the use of a high resolution gas chromatographic analysis coupled with mass spectrometric detection. Several measurement campaigns were carried out at different locations to investigate isoprene and monoterpene concentrations as well as their degradation in and above forests. In addition to the field measurements, Norway spruce saplings were exposed to controlled concentrations of ozone in closed glass chambers to elucidate the influence of ozone, respectively ozone biogenic alkene reaction products, on the monoterpene output of the plant. During ozone fumigation the more reactive monoterpenes d-limonene and beta-phellandrene were found in higher amounts, although a considerable fraction of them was certainly degradated as a consequence of their gas phase reactions. The determination of terpenes in needle tissue from fumigated trees showed results significantly different from those obtained with needles of the control plants. The monoterpene content of current year needles was generally diminished after a fumigation period of about 5 months. Also the amounts of other biogenic hydrocarbons, like sesquiterpenes, diterpenes and oxidized terpenes were reduced in the ozone treated plants. In contrast, recent studies on the monoterpene metabolism investigated in open top chambers have shown no or only slight differences between ozone treated and control plants. Possibly the high air flow through the open top chambers and therefore the low concentrations of products of ozone monoterpene reactions are responsible for these contradictory results. The 2 most widely used techniques for sampling of airborne nonmethane hydrocarbons (NMHC) in remote areas, namely the adsorptive preconcentration on organic polymers or carbon based materials and the whole air sampling in stainless steel canisters, were checked in laboratory studies and field studies regarding their suitability for the collection of unsaturated natural NMHCs, such as isoprene and terpenes. The experiments have shown that ozone scrubbing prior to the preconcentration step is necessary if adsorptive preconcentration is chosen, otherwise an underestimation of some natural alkenes is unavoidable...
Das Projekt "Biogene Emissionen im Mittelmeerraum (BEMA)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der Angewandten Forschung, Fraunhofer-Institut für Atmosphärische Umweltforschung durchgeführt. Objectives: Quantification and parameterisation of emission rates of C5 to C10 hydrocarbons from orange trees and from the soil in an orange plantation on the basis of key environmental and plant physiological parameters. - Quantification and parameterisation of emission rates of C5 to C10 hydrocarbons from Quercus ilex and Quercus coccifera in the autumn period of the year on the basis of key environmental and plant physiological parameters. - Determination of the 3D- variability of the surface temperature of a Q. ilex tree. - Determination of the leaf area index (LAI) and biomass index (BI) for Q. coccifera ecosystems. - Development of a chemical mechanism for the degradation of biogenic volatile organic compounds (BVOC) emitted by plants at the BEMA locations. - Intercomparison of canopy emission rates calculated by enclosure techniques and/or Gradient-/REA-technique. - Application and test of new chemical mechanisms for the degradation of BVOC in the troposphere in collaboration with the JRC group within three dimensional mesoscale models. Main Results Obtained: Buriana Field Experiment: In spring, near Buriana (Valencia area), Spain, cuvette measurements were performed to determine isoprenoid emission rates from orange trees and from the soil. The main compound emitted from orange twigs with flowers was myrcene with a maximum of 350 pmol m-2 s-1 (7755 ng g-1dw h-1) followed by limonene (58 pmol m-2 s-1 (1348 ng g-1dw h-1)). During night-time, isoprenoid emission was negligible. In a first screening study the emission rates from soil were investigated in an orange plantation. Isoprenoid emission rates from bare soil reached values of up to 323 pmol m-2 s-1 for limonene, followed by myrcene (22 pmol m-2 s-1) and alpha-pinene and beta-pinene/sabinene in traces. The emission rate from planted soil was in the same order.
Das Projekt "Biogene VOC-Emissionen und Photochemie in den borealen Regionen Europas (BIPHOREP)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der Angewandten Forschung, Fraunhofer-Institut für Atmosphärische Umweltforschung durchgeführt. Objectives: Quantification of emission rates of C5 to C10 hydrocarbons from typical Boreal tree species. - Measurements of environmental and plant physiological parameters possibly controlling the source strength of VOC from vegetation. - Development of a chemical mechanism for the degradation of biogenic volatile organic compounds (BVOC) emitted by plants in the boreal regions of Europe. - Intercomparison of canopy emission rates calculated by enclosure techniques and/or Gradient-/REA-technique. - Parameterisation of C5 to C10 hydrocarbon emission rates from typical Boreal ecosystems on the basis of key environmental and plant physiological parameters. - Application and test of new chemical mechanisms using measurements from the BIPHOREP field campaigns. Main Results Obtained: Pallas Field Experiment: In July/August 1996 3 boreal tree species: (1) Norway spruce (Picea abies L. (Karst.) ssp. obovata) (2) Scots pine (Pinus sylvestris L.), and (3) Downy birch (Betula pubescens Ehrh.) were investigated with respect to VOC emission pattern and the influence of environmental and plant physiological parameters on the source strength of VOC. The following plant physiological parameters were calculated: net photosynthesis A, leaf conductance for water vapour gH20 , transpiration E, and CO2 mixing ratio inside the leaf ci. The following environmental parameters were recorded: photosynthetic active radiation PAR, leaf temperature Tleaf, CO2 mixing ratio outside the leaf ce, leaf to air water vapour pressure deficit DW. In total 22 diurnal cycles during different weather situations typical for the boreal summer were recorded. On warm and sunny days leaf temperatures of up to 35 Grad C and PAR values of up to 1400 MikroE were observed. During that time the sum of monoterpenes emitted by a Norway spruce twig mounted to 300 pmol m-2 total leaf area s-1. Main isoprenoid compounds in the VOC emission pattern were (alpha-pinene, beta-pinene/sabinene and isoprene. Maximum values of the single compounds reached ca. 100 pmol m-2 s-1. Other Monoterpenes such as myrcene, (3-carene, limonene and two unidentified substances were emitted in significant lower amounts by spruce twigs. The sum of monoterpene emission rates for pine twigs were comparable to those of spruce twigs under similar weather conditions. However, only traces of isoprene were emitted by pine twigs (lower 40 pmol m-2 s-1). Birch is a very low emitter of isoprenoids with emission rates lower 20 pmol m-2 s-1. In general the emission rates are correlated to temperature and light. A control of the emission through stomatal movement or a correlation to net photosynthesis is not obvious.
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