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Langjährige Entwicklung der Luftqualität 2022

Emissionen Für die detaillierte und lückenlose Darstellung der langfristigen Entwicklung der Emissionen in Berlin, werden in einer Karte die Erhebungen der Emissionskataster seit 1989 ausgewertet. Bei der Emissionsberechnung kam es im Jahr 2015 zu einer grundlegend erweiterten Auswertung aller relevanten Verursacher, die den Vergleich der Emissionsmengen zu Vorjahren für die Emissionen aus Heizungsanlagen nur bedingt zulässt. So wurde zur Berechnung der Emissionen 2015 ein neues Emissionsgutachten erstellt, das zusätzlich zu den in den Vorjahren durchgeführten Auswertungen der statistischen Kennzahlen eine Befragung und eine Berücksichtigung einer Vielzahl von Akteuren beinhaltet. Der Abschlussbericht ist auf den Seiten der Senatsverwaltung für Mobilität, Verkehr, Klimaschutz und Umwelt verfügbar. Die einzelnen Kartenebenen der Karte 03.12.2 Langjährige Entwicklung der Luftqualität – Emissionen , getrennt nach Schadstoffen und Verursachergruppen, verdeutlichen, in welchen Bereichen Berlins welche Verursacher den größten Anteil an der Emission der Stoffe haben. Auswertung der Langjährigen Entwicklung der Luftqualität Seit 1989 konnten alle Emissionen stark reduziert werden, mit Rückgängen zwischen 73 % (Stickoxide) und 96 % (Schwefeldioxid). Die PM 10 -Emissionen sind in diesem Zeitraum um 86 % zurückgegangen. Die Gesamtzahl der genehmigungsbedürftigen Industrieanlagen hat in Berlin seit 1989 deutlich abgenommen, da aufgrund der geänderten politischen und wirtschaftlichen Lage viele Anlagen stillgelegt wurden. Außerdem haben sich die rechtlichen Regelungen für die Genehmigungspflicht zahlreicher kleiner Anlagen geändert. Auch hierdurch erklärt sich ein Rückgang. Die Emissionen dieser Anlagen werden seitdem den Quellgruppen Hausbrand oder Kleingewerbe zugeordnet. Die Branchen Wärme- und Energieerzeugung sowie Nahrungs- und Genussmittelindustrie sind die Hauptemittenten von NO x -Emissionen aus erklärungspflichtigen Anlagen (Industrie) im Land Berlin (vgl. AVISO 2016, S.23). Im Bereich Hausbrand / Gebäudeheizung , der nicht nur Wohnungen, sondern auch Kleingewerbe wie Praxen, Anwaltskanzleien etc. enthält, konnten durch großflächige Erweiterungen der Versorgung mit leitungsgebundenen Energieträgern zu Lasten der früher bestimmenden Braunkohle eindrucksvolle Emissionsminderungen erreicht werden. Insbesondere beim früheren Leitparameter für Luftbelastung, dem Schwefeldioxid (SO 2 ), wird dies deutlich. Die vom Land Berlin seit 1990 beispielhaft geförderte energetische Sanierung der Altbaubestände hat dazu wesentlich beigetragen. Bezüglich der räumlichen Verteilungsstruktur der Emissionen aus nicht genehmigungsbedürftigen Feuerungsanlagen (Hausbrand, Kleingewerbe) zeigt sich für die Schadstoffe NO x , PM 10 und PM 2,5 ein ähnliches Bild: Die höchsten Emissionsdichten treten im Zentrum von Berlin auf und zwar in den Bezirken Charlottenburg-Wilmersdorf, Tempelhof-Schöneberg, Friedrichshain-Kreuzberg und Pankow (vgl. AVISO 2016, S.81). Der Verkehr ist mittlerweile der Hauptverursacher der Stickoxide. Der Straßenverkehr hatte 2015 einen Anteil von mehr als 37 % an den Stickoxidemissionen in Berlin, während alle Industrieanlagen zusammen knapp 36 % der Gesamtmenge emittierten. Da die Schadstoffe des Straßenverkehrs bodennah (oder “Nasen-nah”) in die Atmosphäre gelangen, tragen sie in hohem Maße zur Luftbelastung bei. (weitere Informationen: Stickstoffdioxid ). Die gesundheitlich bedenklichen Feinstaubemissionen aus dem Auspuff der Kraftfahrzeuge wurden zwischen 1989 bis 2015 um mehr als 90 % vermindert. Ein Grund dafür war die Einführung der Umweltzone und die darin verankerte Festlegung der Partikelfilter, welche eine Reduzierung der Rußpartikel ergab. Dies stimmt sehr gut mit den Messungen des in den Straßenschluchten erfassten Dieselrußes – dem Hauptbestandteil der Partikelemission aus dem Auspuff – überein: Die gemessene Ruß-Konzentration ist in der Frankfurter Allee im Berliner Bezirk Friedrichshain an der Messstelle MC174 des Berliner Luftgütemessnetzes BLUME innerhalb des Zeitraumes 2000-2015 um mehr als 50 % gesunken (vgl. auch Auswertungen zur Karte 03.12.1, Station MC174 ). Da sich die Feinstaubemissionen durch Abrieb und Aufwirbelung des Straßenverkehrs in diesen 20 Jahren um weit weniger vermindert haben als die Emissionen durch Verbrennungsprozesse, ist der Straßenverkehr nach den “sonstigen Quellen” weiterhin der Hauptverursacher von Feinstaub in Berlin. Der Straßenverkehr einschließlich Abrieb und Aufwirbelung hatte 2015 einen Anteil von 24 % an den PM 10 -Emissionen in Berlin, während die sonstigen Quellen 50 % verursachten (bei PM 2,5 lag das Verhältnis bei 26 % zu 45 %). Vergleichsweise hoch sind die vom Kraftfahrzeugverkehr verursachten Belastungen in der Innenstadt, wo auf etwa 100 km 2 Fläche über 1 Mio. Menschen leben. Vor allem hier werden unter gleichbleibenden Bedingungen Flächenbedarf und Flächenkonkurrenz eines wachsenden Kfz-Verkehrs zunehmen. Gerade der Straßengüterverkehr wird hier (unter gleichbleibenden Bedingungen) auf zunehmende Kapazitätsengpässe im Straßenraum stoßen. Informationen zu den einzelnen Emissionen finden Sie hier An allen Messstationen werden Stickstoffmonoxid und Stickstoffdioxid (mit dem Chemolumineszenzverfahren), an zwölf Stationen Partikel der PM 10 - und PM 2,5 -Fraktion (durch Messung der Streuung von Licht an Staubpartikeln), an 8 Stationen Ozon (durch Absorption von UV-Strahlung), an zwei Stationen Kohlenmonoxid (durch Absorption von Infrarotstrahlung) und an zwei Stationen Benzol (durch Gaschromatographie) gemessen. Die Messung von SO 2 mittels des Referenzverfahrens wurde zum 01.06.2020 eingestellt, da die SO 2 -Konzentration in den letzte 30 Jahren stark gesunken ist und die Messwerte der letzten Jahre zum Großteil die Nachweisgrenze der Referenzmesstechnik unterschritten haben. Gemäß 39. BImSchV besteht daher keine Messverpflichtung mehr für SO 2 . An zwei bzw. vier Messstellen werden in der PM 10 -Fraktion zusätzlich Schwermetalle und Benzo(a)pyren bestimmt. Die Stationen sind so im Stadtgebiet verteilt, dass verschiedene räumliche Einflussfaktoren ermittelt werden können. Von den 17 Stationen, an denen Luftschadstoffe für die Beurteilung für die Luftqualität gemessen werden, liegen sieben an stark befahrenen Straßen, fünf im innerstädtischen Hintergrund (Wohn- und Gewerbegebieten) und fünf im Stadtrand- und Waldbereich. An der Autobahn A100 werden zudem Sondermessungen durchgeführt, die nicht der Grenzwertüberwachung dienen. Die Proben, welche an den 23 RUBIS-Standorten gesammelt werden, werten die Mitarbeitenden des Berliner Luftgütemessnetzes im Labor aus und ermitteln die Benzol- und Rußkonzentrationen. Zusätzlich werden Passivsammler an insgesamt mehr als 30 Standorten zur Bestimmung von Stickstoffdioxid und teilweise Stickstoffoxiden eingesetzt. Dabei werden Proben über eine Probenahmezeit von 14 Tagen gesammelt, die dann im Labor analysiert werden. Diese manuell erzeugten Labordaten werden wegen des analysebedingten zeitlichen Versatzes zwischen Messung und Erhalt der Ergebnisse und ihrer geringen zeitlichen Auflösung erst nach Abschluss aller qualitätssichernden Maßnahmen als Jahresdatensatz (inkl. 2-Wochen-Werte, abrufbar im Luftdaten-Archiv ) und als Jahresmittelwert in den Jahresberichten veröffentlicht. Die automatisch in den Messcontainern ermittelten Messwerte des Vortages werden werktäglich gegen 11 Uhr an einige Zeitungen, Radio- und Fernsehsender zur Veröffentlichung übermittelt. Parallel dazu werden diese Daten stündlich bzw. täglich ins Internet eingespeist und können dort z.B. als Tageswerte des BLUME-Messnetzes ) abgerufen werden. Bei erhöhten Ozonkonzentrationen im Stadtgebiet wird die Bevölkerung auch durch einige Rundfunksender informiert. Auf den Internetauftritt „Berliner Luftgütemessnetz“ mit seinem umfassenden Angebot an Daten und Bewertungen wurde bereits hingewiesen. Monats- und Jahresberichte , die neben einer Bewertung des vorangegangenen Beobachtungs¬zeitraumes auch Standorttabellen der Messstationen sowie einen Überblick über Grenz- und Zielwerte enthalten, sind ebenfalls online verfügbar. Die Ergebnisse der Messungen der vergangenen Jahre lassen u.a. folgende Schlussfolgerungen zu: Gegenüber den 70er und 80er Jahren konnte die Luftbelastung bei den meisten Luftschadstoffen um ein Vielfaches reduziert werden. So überschreiten die Schwefeldioxidkonzentrationen (Rückgang > 90 %) heute in keinem Fall mehr die festgelegten EU-Immissionswerte. Hinsichtlich PM 10 hat sich die Situation deutlich gegenüber den Jahren am Anfang dieses Jahrhunderts verbessert. Allerdings ist die Belastung mit PM 10 sehr stark von den meteorologischen Ausbreitungsbedingungen abhängig. So führen insbesondere winterliche schwachwindige Hochdruckwetterlagen mit südlichen bis östlichen Winden zu einer hohen Anreicherung der Luft im Berliner Raum mit PM 10 -Partikeln, die teilweise durch Ferntransport nach Berlin gelangen, teilweise auch in innerstädtischen Quellen, vor allem dem Straßenverkehr und im Hausbrand, ihre Herkunft haben. In den Jahren mit schlechteren Austauschbedingungen wie 2009-2011 und auch 2014 lagen die PM 10 -Jahresmittelwerte etwas höher, dagegen in den Jahren mit besseren Austauschbedingungen wie 2007 und 2008 sowie 2012, 2013, 2015, 2016, 2017 und 2019 entsprechend niedriger. Die an den Stationen des automatischen Messnetzes ermittelten PM 10 -Jahresmittelwerte für 2022 lagen am Stadtrand bei 15-16 µg/m³, im innerstädtischen Hintergrund bei 17-19 µg/m³ und an Schwerpunkten des Straßenverkehrs bei 20-24 µg/m³. Damit wurde der Grenzwert für das Jahresmittel auch an der höchst belasteten Messstelle nicht überschritten. Auch der Kurzzeitgrenzwert für PM 10 (das Tagesmittel darf den Wert von 50 µg/m³ im Jahr nur 35 mal pro Messstation überschreiten) wurde im Jahr 2022 an keiner Messstelle überschritten. Auch für NO 2 konnte der seit 2010 einzuhaltende Jahresmittel-Grenzwert der 39. BImSchV (40 µg/m³) wie bereits im Vorjahr berlinweit eingehalten werden. An den automatischen Messstationen lag der Jahresmittelwert im Jahr 2022 an Straßen zwischen 20und 33 µg/m³. Auch an allen Passivsammlerstandorten, die die Standortkriterien nach 39. BImSchV erfüllen, wurde der Grenzwert eingehalten. Zielwertüberschreitungen für das bodennahe Ozon wurden an keiner Station im Jahr 2022 festgestellt. EU-weit gilt ein Zielwert von höchstens 25 Tagen pro Kalenderjahr mit einem maximalen 8-Stundenwert über 120 µg/m³, gemittelt über die letzten 3 Jahre. Seit dem 01.01.2010 ist dieser Zielwert soweit wie möglich einzuhalten. Verbesserungen der Luftwerte hängen mit vielen Komponenten zusammen. Die Deindustrialisierung Berlins und die Modernisierung der Anlagen, der Einsatz von Katalysatoren in Fahrzeugen und die Umstellung der Beheizung auf emissionsärmere Brennstoffe haben ihre Wirkung gezeigt. Eine detaillierte Übersicht und Zusammenstellung über die Qualität der Berliner Luft wird online zur Verfügung gestellt. Da Immissionen aber auch überregional und durch das Wettergeschehen beeinflusst werden, kann die Ursachenanalyse nicht nur lokal stattfinden, sondern muss auch dem Eintrag von Schadstoffen von außen, bis hin zum grenzüberschreitenden Transport nachgehen (vgl. Zweite Fortschreibung des Luftreinhalteplans ). In der vorliegenden Karte 03.12.1 Langjährige Entwicklung der Luftqualität – Immissionen wurden alle mit den genannten Messprogrammen in den letzten mehr als 45 Jahren ermittelten Daten zusammengestellt und statistisch-graphisch über die Messjahre aufbereitet. Über die räumliche Verteilung aktueller und ehemaliger Messstandorte lassen sich die einzelnen Sachdaten Adresse Art der Station Umgebungsbeschreibung (einschl. Fotos) Koordinaten Messparameter Messzeitraum Messwerte (als Graphik und EXCEL-Tabellen) abrufen. Die Einteilung der Stationen erfolgte in Verkehrs-, innerstädtischer Hintergrund-, Industrie-, Stadtrand- und Meteorologiemessstationen. Es sind insgesamt 201 Messstandorte dargestellt. 58 Stationen waren davon 2022 in Betrieb (17 BLUME-Messcontainer, eine Sondermessstation, 23 RUBIS-Messpunkte sowie 17 weitere Passivsammler-Standorte). Bei der graphischen Darstellung der Entwicklung der Parameter Gesamtstaub, Partikel (PM 10 ), Schwefeldioxid (SO 2 ), Stickstoffdioxid (NO 2 ), Stickstoffmonoxid (NO), Kohlenmonoxid (CO), Benzol und Ozon (O 3 ) wurde auf die folgenden Grenzwerte Bezug genommen (sie dienen – wenn nicht anders erläutert – dem Gesundheitsschutz): Für PM 2,5 ist ein Indikator für die durchschnittliche Exposition der Bevölkerung im städtischen Hintergrund (Average Exposure Indicator = AEI) definiert. Dieser wird für jeden EU-Mitgliedsstaat gesondert als gleitender Jahresmittelwert über drei Jahre aus den Werten der entsprechenden PM 2,5 -Messstellen ermittelt. Der AEI für das Referenzjahr 2010 ist als Mittelwert der Jahre 2008 bis 2010 definiert. Er betrug für das gesamte Bundesgebiet 16,4 µg/m³. Anhand des AEI 2010 ist ein nationales Reduktionsziel für PM 2,5 bis zum Jahr 2020 nach der 39. BImSchV von 15 % festgelegt. Deshalb darf der AEI seit 2020 nicht mehr als 13,9 µg/m³ betragen. Der AEI 2021 (Mittelwert der Jahre 2019 bis 2021) beträgt für Berlin 12,5 µg/m³. Weitere gesetzlich festgelegte Grenz- und Zielwerte für die Luftqualität bietet diese Übersicht .

Sanierung der Straßenbeleuchtung für unterschiedliche Straßentypen unter Nutzung verschiedener Technologien

Die Landeshauptstadt Nordrhein-Westfalens liegt im mittleren Teil des Niederrheinischen Tieflands an der Mündung der Düssel in den Rhein. Durch die zentrale Lage in der Metropolregion Rhein-Ruhr, den Zugang zum Rhein über mehrere Häfen und einen internationalen Flughafen, konnte sich Düsseldorf zu einem internationalen Drehkreuz des bevölkerungsreichen Bundeslandes Nordrhein-Westfalen entwickeln. Die Messestadt, mit heute fast 600.000 Einwohnern, ist Sitz mehrerer Hochschulen und führend in den Bereichen Werbung, Mode, Wirtschaftsprüfung, Unternehmens- und Rechtsberatung sowie Telekommunikation. Mit der Installation der ersten LED-Straßenbeleuchtung Deutschlands im Jahr 2007 gilt die Stadt Düsseldorf als Vorreiterin innovativer Technologien in der Straßenbeleuchtung. Mit 18.000 Gasleuchten hat sie jedoch noch einen erheblichen Bestand an besonders ineffizienter Gasbeleuchtung und ist damit im Besitz des zweitgrößten Gasleuchtenbestands Deutschlands. Um die Straßenbeleuchtung in der Landeshauptstadt Düsseldorf energieeffizienter und damit auch kostengünstiger zu gestalten und einen Beitrag zur Erfüllung des „Masterplans Klimaschutz in Düsseldorf“ zu leisten, führte die Stadt Düsseldorf sechs verschiedene Sanierungsteilprojekte durch. Je nach Stadtgebiet wurden unterschiedliche Beleuchtungskonzepte konzipiert. Teilvorhaben I: Lohausen In dem Wohngebiet mit Ein- bzw. kleineren Mehrfamilienhäusern wurden 44 mit Gas betriebene Aufsatzleuchten und 7 elektrisch betriebene Bogenleuchten mit hoher Lichtstreuung durch 54 LED-Leuchten ersetzt. Mit ihrer halbkreisförmigen Leuchtenform sollen sie eine optimale Ausleuchtung des Straßenverlaufs garantieren. Die Leuchten werden einzeln angesteuert und auf 30 Prozent der maximalen Leistung gedimmt. Mit dieser Umrüstung können 189.612 Kilowattstunden pro Jahr und damit 12.789 Euro (bei 0,07 Euro/ kWh Gas und 0,15 Euro/kWh elektr. Strom) eingespart werden. Teilvorhaben II: Danziger Straße An dieser wichtigen Hauptverkehrsstraße wurde die aus den 1960er Jahren stammende Beleuchtung komplett erneuert und 172 Leuchten mit Natriumdampf-Hochdrucklampen bestückt. Die neue Beleuchtungsanlage wird verkehrsabhängig gesteuert. Zur Erfassung dienen die bereits zur Verfügung stehenden Detektoren des Verkehrsmanagement-Systems. Die Nutzung von vorhandenen Verkehrsdaten zur Beleuchtungssteuerung ist einmalig und hat bundesweit Pilotcharakter. Mit dieser Sanierung spart Düsseldorf jährlich 56.257 Kilowattstunden und damit 8.439 Euro (bei 0,15 Euro/kWh elektr. Strom) ein. Teilvorhaben III: Gasbeleuchtungsersatz In der „Brinckmannstraße“, „Fahneburgstraße“, „Rennbahnstraße“ und der „Pigageallee“ wurden insgesamt 100 Gasleuchten energetisch und lichttechnisch optimiert. Zum Einsatz kommen nun Natriumdampf-Hochdrucklampen, Halogenmetall-Dampflampen und LEDs. Bei dieser Maßnahme wurde eine Bürgerbeteiligung durchgeführt, aufgrund dessen dekorative Leuchten zum Einsatz kamen. Die unterschiedlichen Lampentypen zeigen eine sehr individuelle und bedarfsgerechte Lösung bei der Umrüstung von alten Gasleuchten auf energieeffizientere Beleuchtungssysteme. Die Sanierungsmaßnahme führt nun zu einer Einsparung von 375.011 Kilowattstunden pro Jahr. Damit können jährlich 24.572 Euro (bei 0,07 Euro/kWh Gas und 0,15 Euro/kWh elektr. Strom) eingespart werden. Teilvorhaben IV: Gasbeleuchtungsersatz In 12 über das Stadtgebiet verteilte Straßen wurde die vorhandene Gasbeleuchtung (Aufsatzleuchten) durch insgesamt 413 energetisch und lichttechnisch optimierte Leuchten ersetzt. Die Bebauung dieser Straßen ist unterschiedlich und reicht von Gewerbehallen, über Mehrfamilienhäuser bis hin zu Einfamilienhäusern. Als Leuchtmittel wurde die Natriumdampf-Hochdrucklampe eingesetzt. Die Anlagen werden zu bestimmten Zeiten leistungsreduziert betrieben. Diese Umrüstung bringt der Stadt Düsseldorf eine jährliche Energieeinsparung von 1.773.553 Kilowattstunden und damit auch eine Kosteneinsparung von 115.384 Euro (bei 0,07 Euro/kWh Gas und 0,15 Euro/kWh elektr. Strom). Teilvorhaben V: Königsallee Die bekannteste Einkaufsstraße in Düsseldorf ist die Königsallee, die mit ihrem Boulevardcharakter einen hochwertigen Einzelhandelsstandort darstellt. Die Fahrbahn und die Gehwege entlang des Düsselgrabens werden durch beidseitig aufgestellte aufwendige Kandelaber ausgeleuchtet. Durch den Einsatz eines Refraktors, der Restaurierung des vorhandenen Leuchtenreflektors und den Einbau einer Halogenmetall-Dampflampe mit elektronischem Vorschaltgerät wurde die Lichttechnik der Bestandsleuchte deutlich verbessert und die Leistungsaufnahme um 55 Prozent reduziert. Dieser Lampentyp stellt am Standort Königsallee eine gute Farbwiedergabe sicher. Die Leistungsreduzierung bringt jährlich eine Energieeinsparung von 21.200 Kilowattstunden. Dies wiederum führt auch zu einer Kostenreduzierung von 3.180 Euro (bei 0,15 Euro/kWh elektr. Strom). Teilvorhaben VI: Burgallee In der Burgallee wurden die ehemals mit Gas betriebenen Leuchten bereits auf elektrischen Betrieb umgerüstet und mit Quecksilberdampf-Hochdrucklampen bestückt. Neben den lichttechnischen Unzulänglichkeiten (Blendung, Lichtverteilung) und der Störung und Anlockung von nachtaktiven Tieren, wie Insekten und Spinnen, fehlten den Leuchten die gastypischen Einbauten, so dass ihre Tagwirkung als Stadtmobiliar in Teilen verloren ging. Deshalb wurde ein LED-Einsatz entwickelt, der die lichttechnischen Eigenschaften verbessert und die Einbauten der ehemaligen Gasbeleuchtung nachbildet. Statt der typischen Glühstrümpfe wurden Attrappen mit integrierten LEDs eingesetzt. Die Lichtfarbe ähnelt dem Gaslicht. Über ein Steuerungssystem wird die Leuchtenleistung zeitabhängig reduziert. Mit dieser Maßnahme spart die Stadt Düsseldorf nun jährlich 3.538 Kilowattstunden und damit 531 Euro (bei 0,15 Euro/kWh elektr. Strom) ein. Insgesamt spart Düsseldorf mit der energieeffizienten Sanierung der historischen Straßenbeleuchtung für 958 umgerüstete Leuchtstellen jährlich 2.419.171 Kilowattstunden. Durch die realisierte Energieeinsparung können 455,4 Tonnen CO 2 pro Jahr vermieden werden. Die Landeshauptstadt Düsseldorf wurde erster Preisträger in der Kategorie „Sanierung Großstädte über 500.000 Einwohner“ im Förderschwerpunkt „Energieeffiziente Stadtbeleuchtung“. Mit dem Förderschwerpunkt sollten Kommunen auf die Möglichkeiten, Energie einzusparen und damit ihre Kosten langfristig zu senken, aufmerksam gemacht werden. Branche: Öffentliche Verwaltung, Erziehung, Gesundheitswesen, Erholung Umweltbereich: Klimaschutz Fördernehmer: Landeshauptstadt Düsseldorf Bundesland: Nordrhein-Westfalen Laufzeit: 2009 - 2012 Status: Abgeschlossen Förderschwerpunkt: Energieeffiziente Stadtbeleuchtung

Beschreibung des Messnetzes

Die Luftverunreinigung Berlins wird seit 1975 durch das Berliner Luftgüte-Messnetz (BLUME) kontinuierlich gemessen. Dabei lag der Schwerpunkt der Messungen ursprünglich bei Schwefeldioxid. Im Laufe der Zeit wurde die Messung weiterer Schadstoffe aufgenommen. Derzeit besteht das Messnetz aus 17 ortsfesten Messstationen für Luftschadstoffe, einer Sondermessstelle und einer meteorologischen Station. Von den einzelnen Stationen werden die 5-Minuten-Werte jedes Schadstoffes zur Messzentrale in der Brückenstraße (Mitte) übertragen und daraus die Stunden- und Tageswerte als Basis für die weitere Auswertung berechnet. Die ermittelten Daten dienen der Berechnung von Kennwerten der Luftverschmutzung zur Beurteilung der Luftqualität anhand von Grenz- und Zielwerten der 39. BImSchV , der Ermittlung der Schadstoffbelastung für Genehmigungsverfahren (nach TA Luft), der Ursachenermittlung der Luftverunreinigung, der Verfolgung der Wirksamkeit von Maßnahmen zur Luftreinhaltung und der Informationen der Öffentlichkeit. Derzeit betreibt das Berliner Luftgütemessnetz 17 Messcontainer zur Überwachung der Luftqualität gemäß der 39. BImSchV , von denen sieben verkehrsnah und jeweils fünf in innerstädtischen Wohngebieten und am Stadtrand platziert sind. An allen Messcontainern wurden Stickstoffmonoxid und Stickstoffdioxid (NOx als Summe von NO und NO 2 mit dem Chemolumineszenzverfahren), an zwölf Stationen Partikel-PM 10 (Partikel mit einem Teilchendurchmesser bis zu 10 Mikrometer durch Streulichtmessung), an acht Stationen Ozon (O 3 durch Absorption von UV-Strahlung), an zwei Stationen Kohlenmonoxid (CO durch Absorption von Infrarotstrahlung) und an zwei Stationen Benzol (C6H6 durch Gaschromatographie) gemessen. Neben dem automatischen Messverfahren zur PM 10 -Messung werden in sechs Messcontainern auch Probenahmegeräte zur Bestimmung von PM 10 und/oder PM 2,5 mit dem gravimetrischen Referenzverfahren gemäß EU-Luftqualitätsrichtlinie 2008/50/EG betrieben. In einem Teil dieser Partikelproben werden Benzo(a)pyren, Blei, Arsen, Cadmium und Nickel analysiert und mit den jeweiligen Grenz- bzw. Zielwerten verglichen. Außerdem erfolgen Kohlenstoff- und Ionenanalysen. Das Containermessnetz wird in Berlin bereits seit Mitte der 1990er Jahre durch kleine, an Straßenlaternen befestigte aktive Probenahmegeräte (RUBIS) und Passivsammler ergänzt. Sie sind insbesondere für die Erfassung der Belastung aus dem Straßenverkehr eine wichtige Ergänzung der Datengrundlage, weil Emissionen aus dem Verkehrssektor für die meisten Schadstoffe einen erheblichen Teil zur Immissionsbelastung beitragen, in engeren Straßen der Innenstadt aber schon aus Platzgründen keine großen Messcontainer betrieben werden können. Mit “Ruß- und Benzol-Immissionssammlern”(RUBIS) und Passivsammlern für Stickstoffdioxid und Stickoxide derzeit an 23 zusätzlichen Stellen im Berliner Stadtgebiet die Belastung mit EC und OC und an 42 zusätzlichen Stellen die Belastung mit Stickoxiden in zweiwöchiger Auflösung ermittelt. Insbesondere für Stickstoffdioxid sind die an diesen Stellen ermittelten Jahresmittelwerte eine wichtige zusätzliche Beurteilungsgrundlage. Die Messungen werden durch Modellrechnungen für alle Straßenabschnitte ergänzt, um die Belastung im gesamten Berliner Stadtgebiet einzuschätzen. 13 der 36 Stickstoffdioxid-Passivsammler wurden Ende 2018 in Betrieb genommen und lieferten 2019 erstmals gültige Jahresmittelwerte. Werktäglich werden gegen 12 Uhr die Messwerte des Vortags an einige Zeitungen, Radio- und Fernsehstationen zur Veröffentlichung übermittelt. Parallel dazu werden die Daten auch ins Internet eingespeist und können im Luftdatenportal abgerufen werden. Monats- und Jahresberichte im pdf-Format bieten wir hier zum Download an. Diese können in Papierform auch unter blume@senumvk.berlin.de angefordert werden.

Remobilization of sterically stabilized silver nanoparticles from farmland soils determined by column leaching

The increasing application of silver (Ag)-engineered nanoparticles (ENP) will enhance their release to the aquatic and terrestrial environments. Hence, the retention potential of the sterically stabilized Ag ENP (AgNM-300k, Organisation for Economic Cooperation and Development (OECD)) standard material was tested in a sandy Cambisol and in a clay- and silt-rich Luvisol. In addition, the remobilization potential of the same soils spiked with AgNM-300k was investigated in columns after 3 and 92?days of incubation. The AgNM-300k dispersion and the soil solutions were examined with dynamic light scattering (DLS). Inductively coupled plasma optical emission spectroscopy (ICP-OES) and inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS) were used to analyse soils and soil solutions subjected to different digestion and extraction techniques (aqua regia, nitric acid (HNO3) and EDTA (ethylenediamninetetraacetate)). The 24-hour batch test showed a 10-fold greater retention coefficient for AgNM-300k in the silt- and clay-rich Luvisol than in the sandy Cambisol. In addition, all applied extraction techniques indicate a greater potential for mobility of Ag ENP for the sandy Cambisol. However, a small release from the column of AgHNO3 (measured Ag content in the fraction <?0.45?Ţm after HNO3 digestion) was observed after 3 as well as after 92?days of incubation for both soils. The largest amount of Ag was released from the Cambisol during the first percolation step (water:soil ratio?=?1?l?kg-1) after the soil was incubated for 3?days. This AgHNO3 release corresponded to approximately 1% of the total amount of Ag in the soil column. The correlation obtained between released AgHNO3 and AlHNO3 suggests that even the Ag released at small concentrations is associated with soil colloids. Thus, hetero-aggregation is a potentially important process controlling retention.Quelle: Verlagsinformation

Feinstaub: Vom Winde verweht

null Feinstaub: Vom Winde verweht Das neue Jahr beginnt in weiten Teilen von Baden-Württemberg kurzzeitig mit erhöhten Feinstaubwerten. Der Rauch von verbrannten Feuerwerkskörpern besteht zu großen Teilen aus Feinstaub.„Erwartungsgemäß sind kurz nach Mitternacht an unseren wohnortnahen Messstellen zur Überwachung der Luftqualität auch in diesem Jahr die Feinstaubwerte vorübergehend stark angestiegen“, so Tatjana Erkert, Pressesprecherin der LUBW Landesanstalt für Umwelt Baden-Württemberg. „Aufgrund des in dieser Neujahrsnacht weitverbreiteten Windes in Baden-Württemberg hat sich der Feinstaub jedoch schnell wieder verteilt, sodass wir an den meisten Messstationen nur in der Zeit von Mitternacht bis gegen zwei Uhr Spitzenwerte verzeichneten. Am heutigen Morgen lagen die kontinuierlich gemessenen Feinstaubwerte überall wieder deutlich unterhalb von 50 Mikrogramm pro Kubikmeter Luft.“ Lediglich rund um den Bodensee sowie in Kessellagen wie beispielsweise in Stuttgart oder Tübingen hielt sich der Feinstaub etwas länger in der Luft. Im Bodenseeraum hatte sich der Wind kurz nach Mitternacht abgeschwächt bis hin zur Windstille. Gegen Morgen kam dann wieder mehr Wind auf. Entsprechend hat es hier etwas länger gedauert, bis sich der Feinstaub wieder verteilt hat. „Aufgrund des windigen Wetters erwarten wir momentan für den 1. Januar 2018 an keiner unserer Messstellen Überschreitungen des Tagesmittelwertes“, so Erkert. Welchen Einfluss das Silvesterfeuerwerk auf die Luftqualität hat, zeigen die extrem stark ansteigenden Halbstundenmittelwerte für Feinstaub der vergangenen Silvesternacht deutlich (siehe Grafik). Die mit Abstand höchsten Konzentrationen wurden in Tübingen gemessen. An der wohnortnahen Messstelle „Tübingen Derendinger Straße“ wurde ein Halbstundenmittelwert von 630 Mikrogramm pro Kubikmeter Luft ermittelt, an der verkehrsnahen und zentral gelegenen Messstation „Tübingen Mühlstraße“ lag der höchste Halbstundenmittelwert mit 628 Mikrogramm pro Kubikmeter Luft (µg/m³) nur knapp darunter. Weiterhin traten hohe Konzentrationsspitzen an den folgenden Messstationen auf: „Stuttgart Hauptstätter Straße“ 603 µg/m³, Friedrichshafen 502 µg/m³ und „Stuttgart Arnulf-Klett-Platz“ 501 µg/m³. „Die Halbstundenmittelwerte werden stark davon beeinflusst, wie viele Feuerwerkskörper in der Nähe der Luftmessstation gezündet werden und wie die Wetterverhältnisse vor Ort sind“, so Erkert. Im vergangenen Jahr herrschte in Baden-Württemberg eine ausgeprägte Inversionswetterlage am Neujahrstag vor, die zu einer stabilen Luftschichtung führte, welche den Luftaustausch hemmte. Entsprechend wurde vor einem Jahr aufgrund des Silversterfeuerwerkes an vielen Messstationen der Tagesmittelwerte am Neujahrstag deutlich überschritten. Hintergrundinformationen Excel-Datei zum Herunterladen mit den höchsten Halbstundenmittelwerte, die mithilfe der kontinuierlichen Messgeräten der LUBW zur Messung von Feinstaub PM10 für den 1. Januar 2018 in der Zeit von 0 bis 2 Uhr für alle LUBW-Messstationen erfasst wurden. Feinstaubmesswerte der LUBW Bei den in der Pressemitteilung angegebenen Feinstaubwerten (Partikel PM10) handelt es sich um vorläufige Messwerte. Diese werden mithilfe einer automatischen Streulichtmessung direkt in der Luftmessstation gemessen und an die Messnetzzentrale der LUBW übertragen. Nicht an allen Messstellen, an denen PM10 in Baden-Württemberg ermittelt wird, stehen kontinuierliche Messgeräte zur Verfügung. „Die gravimetrische Messung ist das gesetzlich vorgeschriebene Verfahren zur Ermittlung des Feinstaubgehalts in der Luft und zur Feststellung von Überschreitungen der Grenzwerte“, erläutert Erkert. „Deshalb ist die gravimetrische Messung – vereinfacht gesagt – unser Standardverfahren. Wir verfügen nur an einigen Standorten über kontinuierliche Messgeräte. Beim kontinuierlichen Verfahren wird mithilfe von Streulicht die Anzahl der Partikel gezählt und auf dieser Basis der Feinstaubgehalt berechnet. Das Verfahren wird für eine zeitnahe Beobachtung der Feinstaubwerte genutzt. Exakter ist das gravimetrische Verfahren. Hier wird der Feinstaub über die Dauer von 24 Stunden auf einem Filter abgeschieden. Die Filter werden alle 24 Stunden automatisiert gewechselt und dann alle 2 Wochen in ihren Kartuschen in das Feinstaublabor der LUBW gebracht. Hier werden sie bei einer konstanten Luftfeuchtigkeit von 47,5 Prozent und einer Raumtemperatur von 20 Grad ausgewogen. Aus diesem Grund liegen die gravimetrischen Messergebnisse in der Regel erst nach einigen Wochen vor. Diese Ergebnisse sind genauer und können von den vorläufig ermittelten Werten abweichen. Aktuelle Messdaten für Baden-Württemberg können über die folgende Webseite der LUBW abgerufen werden: http://mnz.lubw.baden-wuerttemberg.de/messwerte/aktuell/ . Aktuelle Luftdaten für ganz Deutschland stehen beim Umweltbundesamt unter dieser Webadresse zur Verfügung: http://www.umweltbundesamt.de/daten/luftbelastung/aktuelle-luftdaten . Immissionsgrenzwerte Gemäß der 39. Verordnung zur Durchführung des Bundes-Immissionsschutzgesetzes (Verordnung über Luftqualitätsstandards und Emissionshöchstmengen – 39. BImSchV) betragen die Immissionsgrenzwerte für Feinstaub-Partikel (PM10) beim Jahresmittelwert 40 und beim Tagesmittelwert 50 Mikrogramm pro Kubikmeter Luft. Insgesamt sind 35 Überschreitungen beim Tagesmittelwert im Kalenderjahr zulässig. Weiterführende Informationen finden Sie in unserer Broschüre „Kenngrößen der Luftqualität. Jahresdaten 2016“.

Inversionswetterlage

null Inversionswetterlage Das neue Jahr beginnt in weiten Teilen von Baden-Württemberg mit erhöhten Feinstaubwerten. Der Rauch von verbrannten Feuerwerkskörpern besteht zu großen Teilen aus Feinstaub (Partikel PM 10 ). „Die ausgeprägte Inversionswetterlage führte zu einer stabilen Luftschichtung, die den Luftaustausch hemmte. Entsprechend hat sich die Feinstaubbelastung am Neujahrstag in der Luft gehalten, so dass es an zahlreichen städtischen Messstellen zu deutlichen Überschreitungen des zulässigen Tagesmittelwertes von 50 Mikrogramm pro Kubikmeter Luft gekommen ist,“ so Tatjana Erkert, Pressesprecherin der LUBW Landesanstalt für Umwelt Baden-Württemberg. Besonders im Großraum Stuttgart und in der Rheinebene konnten sich die hohen Feinstaubwerte den ganzen Tag über halten. Im Großraum Stuttgart und in Reutlingen lagen die gemessenen Werte deutlich um das Doppelte über dem Grenzwert. Welchen Einfluss das Silvesterfeuerwerk auf die Luftqualität hat, zeigen die stark ansteigenden Stundenmittelwerte, die überwiegend kurz nach Mitternacht gemessen wurden. Folgende vorläufigen Tagesmittelwerte wurden mithilfe der kontinuierlichen Messgeräte der LUBW für den 1. Januar an den Luftmessstationen ermittelt: Name der Luftmessstation Partikel PM 10 -Tagesmittelwert am 01.01.2020 Partikel PM 10 - Maximaler 1-Stundenmittelwert am 01.01.2020 Uhrzeit max. Maximaler 1-Stundenmittelwert am 01.01.2020 Stuttgart Bad Cannstatt 141 406 03:00 Stuttgart Am Neckartor 126 368 02:00 Ludwigsburg 124 657 01:00 Stuttgart Arnulf-Klett-Platz 123 453 02:00 Reutlingen Lederstraße-Ost 114 542 01:00 Bernhausen 105 420 01:00 Kehl 95 318 01:00 Freiburg 94 346 03:00 Reutlingen 88 345 01:00 Mannheim Friedrichsring 85 402 01:00 Pforzheim 82 494 01:00 Biberach 78 225 02:00 Freiburg Schwarzwaldstraße 78 320 01:00 Heidelberg 75 183 04:00 Ulm 71 245 02:00 Villingen-Schwenningen 71 253 02:00 Karlsruhe-Nordwest 68 269 01:00 Tübingen 67 143 01:00 Mannheim-Nord 63 107 11:00 Karlsruhe Reinhold-Frank-Straße 61 96 02:00 Gärtringen 55 291 01:00 Eggenstein 51 74 03:00 Heilbronn 49 148 04:00 Aalen 46 214 01:00 Baden-Baden 46 164 01:00 Neuenburg 42 150 01:00 Friedrichshafen 39 114 01:00 Wiesloch 35 69 02:00 Tauberbischofsheim 29 37 03:00 Weil am Rhein 29 57 01:00 Schwäbische Alb 19 37 21:00 Schwarzwald-Süd 4 7 18:00 Hintergrundinformation Feinstaubmesswerte der LUBW Bei den in der Pressemitteilung angegebenen Feinstaubwerten (Partikel PM 10 ) handelt es sich um vorläufige Messwerte. Diese werden mithilfe einer automatischen Streulichtmessung direkt in der Luftmessstation gemessen und an die Messnetzzentrale der LUBW übertragen. Nicht an allen Messstellen, an denen PM 10 in Baden-Württemberg ermittelt wird, stehen kontinuierliche Messgeräte zur Verfügung. Beim kontinuierlichen Verfahren wird, vereinfacht gesagt, mithilfe von Streulicht die Anzahl der Partikel gezählt und auf dieser Basis der Feinstaubgehalt berechnet. Das Verfahren wird für eine zeitnahe Beobachtung der Feinstaubwerte genutzt. Exakter ist das gravimetrische Verfahren. Die gravimetrische Messung ist das gesetzlich vorgeschriebene Verfahren zur Ermittlung des Feinstaubgehalts in der Luft und zur Feststellung von Überschreitungen der Grenzwerte. Hier wird der Feinstaub über die Dauer von 24 Stunden auf einem Filter abgeschieden. Die Filter werden alle 24 Stunden automatisiert gewechselt und alle 2 Wochen in ihren Kartuschen in das Feinstaublabor der LUBW gebracht. Hier werden sie bei einer konstanten Luftfeuchtigkeit von 47,5 Prozent und einer Raumtemperatur von 20 Grad ausgewogen. Aus diesem Grund liegen die gravimetrischen Messergebnisse in der Regel erst nach einigen Wochen vor. Diese Ergebnisse sind genauer und können von den vorläufig ermittelten Werten abweichen. Aktuelle Messdaten für Baden-Württemberg können über folgende Webseite der LUBW abgerufen werden: http://mnz.lubw.baden-wuerttemberg.de/messwerte/aktuell/ . Aktuelle Luftdaten für ganz Deutschland stehen beim Umweltbundesamt unter dieser Webadresse zur Verfügung: http://www.umweltbundesamt.de/daten/luftbelastung/aktuelle-luftdaten . Immissionsgrenzwerte Gemäß der 39. Verordnung zur Durchführung des Bundes-Immissionsschutzgesetzes (Verordnung über Luftqualitätsstandards und Emissionshöchstmengen – 39. BImSchV) betragen die Immissionsgrenzwerte für Feinstaub-Partikel (PM 10 ) beim Jahresmittelwert 40 und beim Tagesmittelwert 50 Mikrogramm pro Kubikmeter Luft. Insgesamt sind 35 Überschreitungen beim Tagesmittelwert im Kalenderjahr zulässig.

Luft/Luftqualität/Luftmessnetz: Messtechnik

Die Messung der Luftschadstoffe im kontinuierlichen Verfahren erfolgt in den Messstationen mit automatisierten Analysatoren. Die Messplatzanforderung für diese Geräte macht es in der Regel erforderlich, eine Luftmessstation als begehbaren thermostatisierten Laborraum auszulegen. Zusätzlich werden meteorologische Größen gemessen, um die für die Entstehung und die Ausbreitung von Luftverunreinigungen bedeutsamen meteorologischen Bedingungen beurteilen zu können. Allgemeine Informationen über die Messung von Luftschadstoffen und das Luftmessnetz haben wir hier für Sie zusammengefasst. Hier erläutern wir die im hessischen Luftmessnetz verwendeten Verfahren zur Messung der Luftschadstoffe sowie der meteorologischen Größen. © HLNUG © HLNUG © HLNUG Messprinzip: Chemilumineszenz Gerätetyp: APNA 370 Hersteller: Horiba Zur Messung von Stickoxiden wird das Chemilumineszenz -Verfahren herangezogen. Chemilumineszenz bezeichnet die Emission von Licht bei einer chemischen Reaktion. Zur Bestimmung des Gehalts an Stickstoffmonoxid (NO) wird die Luft in eine Reaktionskammer geleitet, in der sie mit Ozon im Überschuss gemischt wird. Bei der Reaktion des NO mit dem Ozon entsteht ein angeregtes NO 2 -Molekül, welches beim Übergang in seinen Grundzustand messbare Lichtenergie abgibt (Chemilumineszenz). Diese Strahlung wird detektiert und in ein elektrisches Signal umgewandelt. Sie ist proportional zur NO-Konzentration. Auch Stickstoffdioxid (NO 2 ) kann mit diesem Verfahren ermittelt werden. Das NO 2 muss dazu vor der Chemilumineszenz-Reaktion zu NO reduziert werden. Dies geschieht in einem Konverter durch Reduktion an geeigneten heißen Metalloberflächen. Die Anordnung und Steuerung der Magnetventile im Gerät gewährleistet die erforderliche parallele Messung der Gesamtstickstoffoxid-Konzentration (NO x = NO + NO 2 ) und der NO-Konzentration. Durch Subtraktion wird daraus die NO 2 -Konzentration ermittelt. Das hier beschriebene und vom HLNUG verwendete Verfahren gilt als Referenzmethode zur Messung von Stickstoffdioxid und Stickstoffoxiden. Sie ist in der DIN EN 14211:2012 „Außenluft – Messverfahren zur Bestimmung der Konzentration von Stickstoffdioxid und Stickstoffmonoxid mit Chemilumineszenz“ beschrieben. Das HLNUG verwendet den Gerätetyp APNA-370 der Firma Horiba . Messprinzip: Adsorption von NO 2 -Molekülen an ein Medium (Triethanolamin). Anschließend quantitativ-chemische Laboranalyse. Gerätetyp: Palmes tube Hersteller: Passam Passivsammler stellen im Vergleich zu den in der Messstation betriebenen Analysatoren eine kostengünstige und flexible Alternative zur Messung von Stickstoffdioxid dar. Sie benötigen keinen Stromanschluss, sind klein und können lediglich in einem Wetterschutzgehäuse beispielsweise an Laternenmasten angebracht werden. Das Messprinzip der Passivsammler unterscheidet sich vom Messprinzip der Analysatoren. Ein Passivsammler besteht aus einem Polypropylen Röhrchen, das ein Adsorbens (Triethanolamin) enthält. Die NO 2 -Moleküle in der Luft diffundieren in das Röhrchen und werden vom Triethanolamin adsorbiert. Im Gegensatz zu einer Absorption findet bei einer Adsorption nur eine Anhaftung der Moleküle an der Oberfläche des Adsorbens statt. Die Moleküle werden also nicht vollständig von dieser Substanz aufgenommen und können somit einfacher wieder desorbiert werden. Nach einer Probenahmezeit (i.d.R. ein Monat) wird das adsorbierte Material als Nitrit im Labor aus dem Röhrchen extrahiert und seine Masse photo-spektrometrisch über das Saltzman-Verfahren bestimmt. Unter Kenntnis der Probenahmezeit und der Aufnahmerate des Sammlers wird daraus die mittlere NO 2 -Konzentration über diese Probenahmezeit berechnet. Die Aufnahmerate des Sammlers entspricht dabei der Rate, mit der der Sammler das NO 2 aus der Atmosphäre aufnimmt. Sie wird in Hessen jedes Jahr neu kalibriert, indem die Passivsammlerwerte mit dem Referenzmessverfahren verglichen werden. Durch die Kalibrierung der Aufnahmerate, wird das Passivsammlerverfahren an das Referenzmessverfahren angepasst. Die Messwerte der Passivsammler und die Werte der Analysatoren in den Messstationen sind somit als gleichwertig zu betrachten. Für die Kalibrierung der Aufnahmerate wird an einigen Messstationen in Hessen die NO 2 -Konzentration parallel mit einem Passivsammler und dem Referenzmessverfahren, also dem in der Station betriebenen Analysator, gemessen. Die aus diesem Vergleich bestimmte mittlere Aufnahmerate wird für alle in Hessen betriebenen Passivsammler verwendet. Während des laufenden Kalenderjahres erfolgt monatsweise eine Anpassung an das Referenzverfahren aller bis dahin ermittelten Messergebnisse für das Jahr. Nach Abschluss des Kalenderjahres erfolgt eine abschließenden Kalibrierung und Endprüfung der Werte mit einer neu bestimmten Aufnahmerate. Mit der neu bestimmten Aufnahmerate erfolgt eine Neuberechnung der Analysenergebnisse des gesamten Jahres. Aus den ursprünglich bestimmten Nitritwerten wird dann die NO 2 -Konzentration auf Grundlage des Fick’schen Diffusionsgesetzes neu berechnet und der Jahresmittelwert gebildet. Durch diesen Schritt ist eine viel präzisere Übereinstimmung mit den Messwerten der Analysatoren möglich. Die Abweichung zwischen Passivsammlern und Analysatoren beträgt ohne Angleichung im Mittel ca. 6 Prozent und mit der Angleichung im Mittel ca. 2 Prozent. Die Bestimmung der Konzentration von Stickstoffdioxid mittels Passivsammler erfolgt im HLNUG entsprechend der DIN EN 16339 . Die Analyse der Passivsammler ist dabei fremdvergeben. Messprinzip:  UV-Absorption Gerätetyp: APOA 370 Hersteller: Horiba Zur Messung der Ozon-Konzentration wird das Verfahren der UV-Absorption herangezogen, d.h., die Abschwächung von ultraviolettem Licht (UV-Strahlung) durch den Luftschadstoff O 3 . Es handelt sich um ein Absorptionsmessverfahren, das nach dem Lambert-Beer-Gesetz beschrieben wird. Das Messgas wird durch eine Küvette geleitet und mit einer UV-Strahlung im Bereich von 254 nm Wellenlänge durchstrahlt. Die Absorption der UV-Strahlung ist ein Maß für die Konzentration des Ozons in einem Gemisch von Gasen. Die UV-Strahlung wird von einer Photodiode erfasst und in ein elektrisches Signal umgewandelt. Bei dem hier verwendeten Messgerät werden zweimal in der Sekunde abwechselnd Messgas und Referenzgas (O 3 -freie Probe) in die Messküvette eingeleitet. Das Referenzgas wird aus dem vorhandenen Messgas generiert, in dem das Messgas durch einen beheizten „Scrubber“ aus Silberwolle geleitet und das Ozon dabei selektiv entfernt wird. Die O 3 -Konzentration im Messgas ist proportional zum Verhältnis der absorbierten UV-Strahlung mit und ohne O 3 -Gas. Das hier beschriebene und vom HLNUG verwendete Verfahren gilt als Referenzmethode zur Messung von Ozon. Sie ist in der DIN EN 14625:2012 „Außenluft – Messverfahren zur Bestimmung der Konzentration von Ozon mit Ultraviolett-Photometrie“ beschrieben. Das HLNUG verwendet den Gerätetyp APOA-370 der Firma Horiba. Messprinzip: Gravimetrie Gerätetyp: DHA-80 Hersteller: Digitel Gerätetyp: SEQ 47/50 Hersteller: Leckel Messprinzip: Hybrid-Verfahren (Nephelometer und  ß-Absorption) Gerätetyp: SHARP 5030 Hersteller: Thermo Messprinzip: Streulichtverfahren Gerätetyp: APDA 372 Hersteller: Horiba Zur Bestimmung der Feinstaubkonzentration bzw. PM (eng. particulate matter) in der Außenluft verwendet das HLNUG verschiedene Verfahren. Beim gravimetrischen Verfahren wird die Außenluft mit einem bekannten, konstanten Volumenstrom durch einen größenselektiven Probeneinlass geführt. Die betreffende PM-Fraktion (PM 10 oder PM 2,5 ) wird für eine Dauer von 24 Stunden auf einem Filter gesammelt. Die Masse der abgeschiedenen Partikel wird durch Wägung des Filters vor und nach der Sammlung des Staubes bestimmt. Mittels Division dieser Masse durch das Probenahmevolumen wird die Massenkonzentration der PM-Fraktion in Mikrogramm pro Kubikmeter berechnet. Das hier beschriebene Verfahren gilt als Referenzmethode zur Messung von PM 10 und PM 2,5 . Sie ist in der DIN EN 12341:2023 „Außenluft – Gravimetrisches Standardmessverfahren für die Bestimmung der PM 10 oder PM 2,5 Massenkonzentration des Schwebstaubes“ beschrieben. Das gravimetrische Verfahren liefert als höchste zeitlich Auflösung Tagesmittelwerte der PM-Konzentration. Außerdem bedeutet die Wägung der Filter einen hohen personellen Aufwand. Zusätzlich zum Referenzmessverfahren betreibt das HLNUG deshalb auch Messgeräte, die die PM-Konzentration automatisiert und in einer höheren zeitlichen Auflösung messen. Diese Messgeräte sind eignungsgeprüft. Eine Gleichwertigkeit der Messdaten dieser Geräte zum Referenzverfahren wird regelmäßig durch Vergleichsmessungen überprüft. Für die automatisiert durchgeführten PM-Messungen nutzt das HLNUG zwei verschiedene Messgerätetypen, denen unterschiedliche Messverfahren zugrunde liegen. Das SHARP 5030 der Firma Thermo Scientific basiert auf der Kombination zweier Messprinzipien, der Lichtstreuung von Partikeln (Nephelometrie) und der Abschwächung von Beta-Strahlen beim Durchgang durch eine dünne Schicht an Material (Radiometrie). Bei diesem Gerät wird die Außenluft zunächst über einen größen-selektiven Probenahmekopf geführt, so dass entweder die PM 10 - oder PM 2.5 -Fraktion des Schwebstaubes in das Messgerät eingeleitet und somit die PM 10 - oder PM 2.5 -Massenkonzentration bestimmt wird. Das APDA 372 der Firma Horiba ermittelt die Staubkonzentration mit einem Streulichtverfahren. Die Außenluft wird über einen Probenahmekopf angesaugt und zum Messsensor geleitet. Aus der Anzahl und der Höhe der Streulichtsignale, die die Partikel in einem bestimmten Luftvolumen erzeugen, wird zunächst die Anzahlgrößenverteilung der Partikel bestimmt. Über eine Annahme zu Form und Dichte der Partikel kann dann die Massenkonzentration in verschiedenen Größenfraktionen berechnet werden. Die PM 10 - oder PM 2.5 -Konzentration kann somit gleichzeitig gemessen werden. Dies stellt einen entscheidenden Vorteil gegenüber dem SHARP 5030 dar, mit dem man je nach verwendetem Probenahmekopf nur PM 10 oder PM 2.5 messen kann. Aktuell stellt das HLNUG seine Feinstaubmessungen sukzessive von SHARP 5030 auf APDA 372 Geräte um. Bericht zur Überprüfung der Trenngrade zweier PM 10 -Vorabscheider für 2,3 m 3 /h mittels Messung mit polydispersem Aerosol Bericht zur Überprüfung des Trenngrades eines PM 2,5 -Vorabscheiders für 2,3 m 3 /h mittels Messung mit polydispersem Aerosol Komponente: Staubniederschlag Messprinzip: Gravimetrie Gerätetyp: Bergerhoff (Glas) Hersteller: Weck / Lock&Lock Messprinzip: Gaschromatograph Gerätetyp: GC 866 Hersteller: Chromatotec Messprinzip: IR-Absorption Gerätetyp: APMA 370 Hersteller: Horiba Zur Messung der Kohlenmonoxid -Konzentration wird das Verfahren der nicht-dispersiven Infrarot-Spektrometrie (NDIR) herangezogen, d.h., die Abschwächung von infrarotem Licht (IR- Licht, Wärmestrahlung) durch den Luftschadstoff CO. Es handelt sich um ein Absorptionsmessverfahren, das nach dem Lambert-Beer-Gesetz beschrieben wird. Das Messgas wird durch eine Küvette geleitet und mit einer IR-Strahlung im Bereich von 4,6 μm Wellenlänge durchstrahlt. Die Absorption der IR-Strahlung ist ein Maß für die Konzentration des CO-Gases in einem Gemisch von Gasen. Die Infrarot-Strahlung wird von einem Membrankondensator erfasst und in ein elektrisches Signal umgewandelt. Bei dem hier verwendeten Messgerät werden im 1-Sekunden-Takt abwechselnd Referenzgas (Nullgas, ohne CO) und Messgas in die Messküvette eingeleitet. Die CO-Konzentration im Messgas ist proportional zum Verhältnis der absorbierten Infrarot-Strahlung mit und ohne CO-Gas. Das hier beschriebene und vom HLNUG verwendete Verfahren gilt als Referenzmethode zur Messung von Kohlenmonoxid. Sie ist in der DIN EN 14626:2012 „Außenluft – Messverfahren zur Bestimmung der Konzentration von Kohlenmonoxid mit nicht-dispersiver Infrarot-Photometrie“ beschrieben. Das HLNUG verwendet den Gerätetyp APMA-370 der Firma Horiba. Messprinzip: Gasfilterkorrelation Gerätetyp: TE 41 Hersteller: Horiba Messprinzip: GC-FID Gerätetyp: APHA 370 Hersteller: Horiba Messprinzip: Chemilumineszenz Gerätetyp: APNA 370 in Verbindung mit einem NH 3 -Koverter Hersteller: Horiba Für die Messung von Ammoniak (NH 3 ) wird wie bei den Stickoxiden das Chemilumineszenz -Verfahren herangezogen. Der Ammoniak-Analysator ist grundsätzlich identisch zum NOx-Analysator APNA370, nur dass hier ein Ammoniak-Konverter verbaut ist. Zusätzlich zur Bestimmung von NO und NO 2 wird die NO y -Konzentration, die in erster Näherung aus NO, NO 2 und NH 3 besteht, bestimmt. Alle Komponenten werden dafür in einem Konverter zu NO reduziert bzw. oxidiert (NH3 -> NO), allerdings bei sehr viel höheren Temperaturen als beim Stickoxidgerät. Das dadurch entstandene NO reagiert mit Ozon in der Reaktionskammer, es entsteht elektromagnetische Strahlung, die detektiert und in ein elektrisches Signal umgewandelt wird, das proportional zur NO-Konzentration ist. Die Anordnung und Steuerung der Magnetventile im Gerät gewährleistet die erforderliche parallele Messung der NO y -Konzentration (= NO + NO 2 + NH 3 ), der NO x -Konzentration (= NO + NO 2 ) und der NO-Konzentration. Durch Subtraktion wird daraus die NH 3 -Konzentration ermittelt. Das HLNUG verwendet den Gerätetyp APNA-370 in Verbindung mit einem NH 3 -Koverter der Firma Horiba. Messprinzip: UV-Fluoreszenz Gerätetyp: APSA 370 Hersteller: Horiba Zur Messung von Schwefeldioxid (SO 2 ) wird das UV-Fluoreszenz -Verfahren herangezogen. Die zu messenden Moleküle werden durch UV-Strahlung energetisch angeregt, wodurch die Moleküle Licht abgeben (fluoreszieren). Die Intensität der entstehenden Strahlung ist ein Maß für die Konzentration des zu messenden Gases in einem Gemisch von Gasen. Die entstehende Strahlung wird von einer Photodiode detektiert und in ein elektrisches Signal umgewandelt. Zur Anregung der SO 2 -Moleküle wird eine UV-Strahlungsquelle im Bereich von 200 – 220 nm benötigt. Die Intensität der Fluoreszenzstrahlung ist proportional zur Anzahl der SO 2 -Moleküle im Gasgemisch. Das hier beschriebene und vom HLNUG verwendete Verfahren gilt als Referenzmethode zur Messung von Schwefeldioxid. Sie ist in der DIN EN 14212:2012 „Außenluft – Messverfahren zur Bestimmung der Konzentration von Schwefeldioxid mit Ultraviolett-Fluoreszenz“ beschrieben. Das HLNUG verwendet den Gerätetyp APSA-370 der Firma Horiba. Messprinzip: Thermospannung Gerätetyp: Pyranometer Hersteller: Kipp & Zonen Für die Messung der Globalstrahlung mittels eines Pyranometers wird das Prinzip der Thermospannung genutzt. Die einfallende Strahlung bewirkt eine Erwärmung einer geschwärzten Empfangsfläche. Die hierdurch entstehende Übertemperatur gegenüber den geweißten Flächen wird mittels Thermosäulen in Thermospannungen umgesetzt. Die Thermosäulen bestehen aus einer Hintereinanderschaltung von Thermoelementen, deren „heiße“ Kontaktstellen mit den geschwärzten Empfängern thermisch verbunden sind, während die „kalten“ Kontaktstellen mit den geweißten Teilen der Empfangsfläche im thermischen Kontakt sind. Die Empfangsfläche muss gegen Witterungseinflüsse geschützt werden. Dafür wird Glas verwendet, das aufgrund seiner Eigenschaften die Strahlung im solaren Bereich passieren lässt. Das hier beschriebene und vom HLNUG verwendete Verfahren ist in der VDI 3786 Blatt 5 (2022): „Umweltmeteorologie – Meteorologische Messungen – Strahlung“ beschrieben. Messprinzip: piezokeramischer Absolutdrucksensor Gerätetyp: Barogeber Hersteller: Thies Das Messprinzip dieses Barogebers basiert auf dem piezoelektrischen Effekt , der die Änderung der elektrischen Polarisation und somit das Auftreten einer elektrischen Spannung an Festkörpern bei elastischen Verformungen beschreibt. Wenn sich der Luftdruck ändert, bewirkt dies eine minimale Ladungsverschiebung auf molekularer Ebene in der Gitterstruktur der piezoelektrischen Keramik. Diese elektrische Ladung wird an der Kristalloberfläche erfasst und mit einem sogenannten Ladungsverstärker in ein Spannungssignal umgewandelt. Das hier beschriebene und vom HLNUG verwendete Verfahren ist in der VDI 3786 Blatt 16 (2022): „Umweltmeteorologie – Meteorologische Messungen – Luftdruck“ beschrieben. Messprinzip: Kippwagenimpuls Gerätetyp: Ombrometer Hersteller: Thies Das Ombrometer besteht aus einem Auffanggefäß und einer Wippe (Kippwaage) . Das aus dem Auffanggefäß ablaufende Niederschlagswasser wird auf eine Wippe mit einem Gefäß auf jeder Seite geführt, bis ein vorbestimmtes Wasservolumen in der einen Wippenseite erreicht ist. Dann kippt die Wippe um und entleert sich, während die andere Seite neu gefüllt wird. Durch eine geeignete elektronische Vorrichtung wird hierdurch ein Impuls erzeugt, der entsprechend gespeichert wird. Die Anzahl der Zählimpulse ist ein Maß für die Niederschlagshöhe, die Zählrate ein Maß für die Niederschlagsintensität. Das hier beschriebene und vom HLNUG verwendete Verfahren ist in der VDI 3786 Blatt 7 (2023): „Umweltmeteorologie – Meteorologische Messungen – Niederschlag“ beschrieben. Messprinzip: Haarharfe / Pt 100-Widerstandsthermometer Gerätetyp: Hygro-Thermogeber Hersteller: Thies Ein Hygro-Thermogeber dient zur Messung von Luftfeuchte und Temperatur. Dabei sind beide Messelemente, die auf unterschiedlichen Messprinzipien basieren, in einem Gehäuse verbaut. Beim Haarhygrometer wird das Prinzip der Längenausdehnung von Haaren bei zunehmender Luftfeuchtigkeit ausgenutzt. Als Messelement dient eine Haarharfe , deren Ausdehnung über ein Hebelwerk umgesetzt und auf einer Skala angezeigt wird. Beim Pt 100-Widerstandthermometer wird die Temperaturabhängigkeit des elektrischen Widerstands (Platin) genutzt. Im meteorologischen Messbereich von –50 °C bis 50 °C ist eine weitgehend lineare Temperaturabhängigkeit gegeben. Typischerweise werden Platin-Widerstandsthermometer mit einem Nennwiderstand von R (0 °C) = 100 Ohm (Pt100) eingesetzt. Der Widerstand wird von einem konstanten Strom durchflossen. Die Spannung, die proportional zum Widerstand ist, kann leicht gemessen und in eine Temperatur umgerechnet werden. Die hier beschriebenen und vom HLNUG verwendeten Verfahren sind in der VDI 3786 Blatt 4 (2013): „Umweltmeteorologie – Meteorologische Messungen – Luftfeuchte“ sowie in der VDI 3786 Blatt 3 (2012): „Umweltmeteorologie – Meteorologische Messungen – Lufttemperatur“ beschrieben. Messprinzip: Ultraschallmessstrecken Gerätetyp: Ultrasonic-Anemometer 2D Hersteller: Thies Das Ultrasonic-Anemometer erfasst Windgeschwindigkeit und Windrichtung in zwei räumlichen Dimensionen. Ultraschallwellen werden von der Luft mitgeführt, sodass die Laufzeit von Signalen über eine Messstrecke mit fester Länge von der Luftzirkulation abhängt. Eine Messstrecke wird durch ein Paar von Ultraschallwandlern gebildet, die sowohl als Sender als auch als Empfänger dienen können. Aus der Differenz der Laufzeiten für verschiedene Richtungen kann sowohl die Windgeschwindigkeit als auch die Windrichtung bestimmt werden. Das hier beschriebene und vom HLNUG verwendete Verfahren ist in der VDI 3786 Blatt 2 (2018): „Umweltmeteorologie – Meteorologische Messungen – Wind“ beschrieben. Weitere Hinweise zu Messverfahren und insbesondere zur Belastbarkeit der NO 2 -Passivsammler finden Sie hier: Stellungnahme Beurteilung der Luftqualität Fachbericht des LANUV zum PM-Ringversuch auf dem Gelände des HLNUG Es gibt eine neue Untersuchung zur Abscheidecharakteristik von PM 2,5 -Vorabscheidern , die die Untersuchung zur Abscheidecharakteristik von PM 10 -Vorabscheidern von 2010 ergänzt

Teilprojekt 5

Das Projekt "Teilprojekt 5" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Institut für Umwelt & Energie, Technik & Analytik e.V. durchgeführt. Das Projekt hat drei Schwerpunkte 1) Die Bewertung und der Vergleich von Analyseverfahren für Submikrometer-Plastikpartikel (teilw. inkl. adsorbierter Spurenstoffe) an definierten Referenzpartikeln im Labor, in Laborkläranlagen und in Umweltproben. 2) Bewertung der Auswirkungen der Partikel auf aquatische Umwelt und menschliche Gesundheit. 3) Problemwahrnehmungen und Bewältigungsstrategien in Bezug auf Submikropartikel in der Umwelt in Gesellschaft und Politik sowie Einbindung der Ergebnisse in Rechtssetzungsprozesse. In AP 1 erfolgt zunächst die Festlegung der benötigten Referenzpartikel (Größe, Material, Markierung). Die unterschiedlichen Partikel werden aus Makroplastik durch Kryomahlen mit anschließender Größenfraktionierung hergestellt. Uniformität und Größenverteilung werden durch mikroskopische Untersuchungen sichergestellt. Verfügbare Referenzmaterialien werden mit den selbst hergestellten Materialien verglichen. Aufbauend auf den etablierten manuellen und halbautomatischen Probenahmemethoden werden diese in AP 2 so weiterentwickelt, dass eine Detektion von kleineren Partikeln nach automatisierter Probenahme ermöglicht wird. Voruntersuchungen erfolgen zunächst im Labor mit synthetischen Wässern. Dazu werden Suspensionen mit verschieden großen Plastikpartikeln und Plastikarten hergestellt und charakterisiert. Hiermit soll auch die Eignung der dynamischen und elektrophoretischen Lichtstreuung untersucht werden. Mikroplastikmenge und -identität werden mittels Pyrolyse GC-MS bestimmt. Die finale Validierung der entwickelten Probenahme und Messmethoden erfolgt mit realen Umweltproben. Eintragspfade und Verbleib von Submikropartikeln in verschiedenen Umgebungen und Prozessen werden in AP 4 untersucht. Das in AP2 entwickelte Probenahmesystem wird dabei evaluiert und mit klassischen Probenahmesystemen verglichen. Abschließend erfolgt mit den anderen Partnern eine Bewertung der unterschiedlichen Behandlungsstufen im labor- und großtechnischen Maßstab.

Pflanze am Beispiel (V-48)Titandioxid, (Ce-141)Cerdioxid, (Be-7)MWCNT und (Se-75)Cadmiumselenid

Das Projekt "Pflanze am Beispiel (V-48)Titandioxid, (Ce-141)Cerdioxid, (Be-7)MWCNT und (Se-75)Cadmiumselenid" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Helmholtz-Zentrum Dresden-Roßendorf, Forschungsstelle Leipzig, Interdisziplinäre Isotopenforschung, Institut für Ressourcenökologie durchgeführt. Ziel ist es, gemeinsam mit drei Kläranlagenbetreibern den Einfluss von typischen Prozessabläufen bei der Klärung kommunaler und industrieller Abwässer auf Nanopartikel ((V-48)Titandioxid, (Ce-141)Cerdioxid, (Be-7)MWCNT und (Se-75)Cadmiumselenid) sowie die Bioverfügbarkeit und die mögliche Aufnahme von Nanopartikeln in Pflanzen aus der der landwirtschaftlichen Verwertung zugeführten Klärschlämmen zu untersuchen. Als methodische Besonderheit werden radiomarkierte Nanopartikel in den Untersuchungen eingesetzt. Die Ausnutzung von Radionuklid-Sonden ermöglicht den einfachen qualitativen und quantitativen Nachweis von Nanopartikeln unter den zu erwartenden niedrigen 'realen' Konzentrationen. Damit werden im Rahmen des Projektes Untersuchungen zum Transportverhalten von NP und die Identifizierung relevanter Stoffpfade im hoch komplexen Medium Klärschlamm-Boden möglich. Als ein Ergebnis sollen Handlungsvorschläge für Klärwerksbetreiber zur Behandlung von mit Nanopartikeln kontaminiertem Wasser erarbeitet werden. Die Arbeitsvorhaben umfassen die Etablierung/Weiterentwicklung/Anwendung von Methoden zur Radiomarkierung/-synthese von Nanopartikeln (NP) und deren Einsatz in Transportuntersuchungen im Wirkpfad Klärschlamm-Boden-Pflanze. Unter Ausnutzung verschiedener Verfahren sollen NP markiert und den Projektpartnern zur Verfügung gestellt werden. Eine gründliche Charakterisierung der Stabilität der NP unter den Versuchsbedingungen der Klärwerks-, Transport- und Pflanzversuche wird mit z.B. dynamischer Lichtstreuung und Sedimentationsversuchen verfolgt. Methodenentwicklung zum effektiven Einbringen von NP in Klärschlamm wird durch gezielte Mischungsversuche geleistet. Die Extrahierbarkeit und Mobilität der NP im System Klärschlamm-Boden-Wasser wird durch Extraktions- und Transportuntersuchungen mit Bodensäulen untersucht. Dabei werden empfindliche radioanalytische Techniken genutzt, die die Detektion der NP auch bei umweltrelevanten Konzentrationen erlauben.

Der Einfluss von urban belasteten Wolken auf den Strahlungshaushalt der Atmosphaere und die Entstehung von photochemischem Smog

Das Projekt "Der Einfluss von urban belasteten Wolken auf den Strahlungshaushalt der Atmosphaere und die Entstehung von photochemischem Smog" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Johannes Gutenberg-Universität Mainz, Institut für Physik der Atmosphäre durchgeführt. Die Untersuchung des Strahlungshaushaltes abhaengig von der Bewoelkungssituation ist von wesentlicher Bedeutung zum Verstaendnis des im Sommer haeufig auftretenden photochemischen Smog. Dieses durch anthropogene Eingriffe (zusaetzlich Belastung der Atmosphaere mit Aerosol) hervorgerufene Phaenomen bildet sich durch vermehrte Photodissoziation, d.h. Aufspaltung atmosphaerischer Gase durch Licht. Ziel dieses Projektes ist die Untersuchung der Zusammenhaenge zwischen vorhandenen Aerosolpartikeln, den sich bildenden Wolken und den daraus folgenden Einfluss auf den Strahlungshaushalt. Der durch Reflexion und Streuung an den Aerosolteilchen und Wolkentropfen veraenderte Strahlungsfluss wirkt sich entsprechend auch auf die Photodissoziation aus und veraendert dadurch die Vorlaeuferprozesse fuer den phototechnischen Smog.

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