s/okkulte-deposition/Okkulte Deposition/gi
Das Begleitvorhaben zum Projekt 101 analysiert die Abweichungen zwischen bundesweiten Modellierungen und Modellierungen im regionalen Maßstab. Das Projekt klärt, warum im Süden Deutschlands nach den PINETI-Projekten des UBA netto mehr reaktiver Stickstoff exportiert wird, als nach sonstigen Modellen. Detailfragen betreffen z.B. das Verhältnis nasse zu trockener und feuchter Deposition in Mittelgebirgen und den Kompensationspunkt für Ammoniak.
Durch oberirdische Kernwaffenexplosionen, kerntechnische Unfälle und Emissionen aus Wiederaufarbeitungsanlagen wurden die natürlichen Vorkommen des langlebigen Radionuklids 129I (T1/2 = 15.7 Ma) nachhaltig verändert. Insbesondere die Anlagen in Sellafield in Großbritannien nahe der Irischen See und La Hague in Frankreich am Englischen Kanal beeinflussen die Umwelt in Westeuropa maßgeblich. Im Rahmen eines vom BMBF geförderten Projektes werden Depositionsraten, Depositionsdichten und der Transport von anthropogenem 129I in der Umwelt untersucht. Ziel des Vorhabens ist eine bundesweite Bilanzierung der vorhandenen Iod-Inventare in der Pedosphäre (Bodenproben), die Erfassung der trockenen und feuchten Depositionen (Luftfilter, Niederschlagsproben), sowie die Beprobung von Oberflächengewässern (ausgewählte Fließgewässer) zur Bestimmung des Abtransportes von Iod ins Meer.
Als räumliche und inhaltliche Ergänzung des Integrierten Monitorings im Forellenbachgebiet und als Beitrag zur flächigen Kartierung der Stofffeinträge aus der Atmosphäre wurden ab 1.9.2011 erste orientierende Messungen zur Deposition am Großen Falkenstein (1315 m ü. NN) in den Kammlagen des Nationalparks Bayerischer Wald aufgenommen, wobei die Einträge des reaktiven Stickstoffs (N) im Zentrum der Untersuchungen standen. Zusätzlich zum Standardprogramm der nassen Deposition im Freiland und der Deposition auf den Waldboden über den Kronendurchlass unter Fichte (Picea abies L.), der aufgrund der physikalischen und chemischen Interaktionen im Kronen- und Stammraum im Allgemeinen nur einen minimalen Schätzwert der Gesamtdeposition darstellt, wurde Wolken- und Nebelwasser gesammelt und analysiert, um Hinweise über Art und Menge auch der feuchten Deposition zu erhalten, für die synonym die Begriffe okkulte und horizontale Deposition verwendet werden.
Anliegen dieser Arbeit war es, anhand der Wirkungskette: Immission - Deposition - Waldoekosystem (Akkumulation in Wildpflanzen und Wildtieren) eine Abschaetzung der Belastung durch Fluoride (bzw. Schwermetalle) fuer die Waldoekosysteme der Saechsischen Grenzgebirge zu geben. Aufbauend auf das Monitoring der Fluorid- und Schwermetallgehalte seit 1993 konnte der Rueckgang der Eintraege ueber Depositionen und der Rueckgang der in speziellen Aesungspflanzen akkumulierten Mengen in einer Phase der drastischen Reduzierung der 'klassischen' Emissionen belegt werden. Am Ende des Untersuchungszeitraumes konnten im Jahresmittel keine Ueberschreitungen von Richt- und Grenzwerten fuer den Fluorid- und Schwermetallgehalt in Depositionen bzw. in Pflanzenmaterial festgestellt werden. Die Analyse von Einzelproben aus den Kammgebieten des Erzgebirges zeigt im Verlaufe eines Jahres eine starke Differenzierung in der Hoehe der Fluorideintraege und in der Hoehe der Fluoridgehalte von ausgewaehlten Aesungspflanzen. Fluoride werden im Verlaufe der Vegetationsperiode von den einzelnen Spezies in unterschiedlicher Menge akkumuliert. Am Ende der Vegetationsperiode 2000 wiesen Pflanzen mit einem hohen Akkumulationskoeffizienten fuer Fluorid wie Eberesche und Salweide an besonders exponierten Standorten noch maximale Fluoridgehalte von 15-20 ppm auf. Damit wurde der Grenzwert fuer empfindliche Pflanzen kurzzeitig um 100 Prozent ueberschritten. Eine sichtbare Pflanzenschaedigung durch eine chronische Fluoridbelastung kann im gesamten Untersuchungsgebiet ausgeschlossen werden. Eine latente (unsichtbare) Schaedigung bzw. eine Praedisponierung gegenueber anderen Schadfaktoren erscheint jedoch moeglich. Neben dem direkten Eintrag gasfoermigen Fluorwasserstoffs ueber die Stomata in die Pflanze ist in den Gebirgslagen mit hoher Nebelhaeufigkeit der Eintragspfad ueber die mit Fluoridionen angereicherte feuchte Deposition nicht zu vernachlaessigen. Benebelungsversuche ergaben, dass Nebelwaesser mit Fluoridkonzentrationen ab 0,8 mg/l, wie sie in den Hochlagen des Erzgebirges noch kurzzeitig auftreten koennen, bei laengerer Benetzungsdauer die Fluoridakkumulation in Assimilationsorganen foerdern. Meteorologische und standortbedingte Faktoren stellen wichtige Einflussgroessen auf den Akkumulationsprozess dar. Praedisponiert fuer Fluorideintraege sind Pflanzen an Bestandesraendern und in aufgelockerten Wiederbewaldungsflaechen in den Kammlagen mit hoher Nebelhaeufigkeit und suedlich-exponierter Lage. Zaehne und Knochen von Rot- und Rehwild aus den betreffenden Forstamtsbereichen weisen nach wie vor noch gegenueber 'Normalwerten' um das 4-6-fach erhoehte Fluoridgehalte sowie Anzeichen von Dentalfluorose auf.
Die Erdatmosphaere ist ein oxidatives System. Die Saeurebildung in der Atmosphaere geschieht vornehmlich durch oxidative Umwandlungen anthropogen oder biogen emittierter Nichtmetalloxide. SO2 und NOx werden so zu Sulfat bzw. Nitrat oxidiert und als solche durch trockene oder feuchte Deposition wieder aus der Atmosphaere entfernt. Zur feuchten Deposition tragen auch Nebelereignisse bei. Feuchte Deposition und atmosphaerisches Fluessigwasser weisen oft gegenueber dem Zustand vollstaendiger Neutralisation der Anionen durch die Kationen stark erhoehte Protonenkonzentrationen auf. Die in anthropogen belasteten Gebieten beobachtete zunehmende Versauerung der Deposition wird durch die Saeurebildung dominiert, die mit der SO2- und der NOx-Oxidation einhergeht. Ziel des Vorhabens ist die Quantifizierung des Saeureeintrags in den Nebel ueber Partikeln und der Saeureneubildung im Nebeltropfen selbst. Zur Klaerung des Bildungsmechanismus der Saeure in Nebelereignissen wurden Feldexperimente zur Quantifizierung aller am Saeurebildungsprozess beteiligten Inhaltsstoffe (Vorlaeufer- und Endprodukte) an mehreren Standorten in Baden-Wuerttemberg und in den Vogesen/Elsass durchgefuehrt. Es wurden die Gasphase, die Fluessigwasserphase und die festen Aerosolpartikeln vor, waehrend und nach dem Nebelereignis in Abhaengigkeit von der Groessenverteilung chemisch und physikalisch untersucht. Folgende, allen Messkampagnen gemeinsame Ergebnisse wurden gefunden: - Die freien Saeuregehalte in den Nebelwaessern waren in sogenannten Reinluftgebieten (mit Ausnahme von Strassburg) immer hoeher als in Ballungsgebieten. Die absoluten Frachten sind aber in den Ballungsgebieten groesser. - Waehrend der Nebelereignisse stieg der Saeuregehalt in der Fluessigphase an. Ein gleiches Verhalten zeigten die Aequivalentkonzentrationen von NH4+, SO22- und NO3-. - Die Nebelwasserinhaltsstoffe waren im wesentlichen durch die Auswaschung von Partikeln und Gasen erklaerbar. - An der Saeurebildung in den Troepfchen war auf jeden Fall SO2 beteiligt, da im Nebelwasser S(IV) gefunden wurde. - Kohlenstoffhaltige Partikel haben sich im interstitiellen Aerosol angereichert. - In der Partikelphase trat das Maximum an freier Saeure erst nach dem Nebelereignis ein. - SO42- wurde zu ca. 30 Prozent in die Nebeltroepfchen inkorporiert. - Die N(V)-Frachten im Nebelwasser waren nahezu gleich gross wie die Summen von gasfoermigem HNO3 und Partikelnitrat vor dem Nebelereignis. Nach dem Nebelereignis wurde fuer mehrere Stunden kein gasfoermiges HNO3 und auch kein Partikelnitrat gefunden.
Phthalate stellen aufgrund der großen jährlichen Produktionsmenge (weltweit ca. 3 Mio t) eine umweltrelevante Chemikaliengruppe dar. Der Eintrag der Phthalate in die Umwelt erfolgt vor allem über Emission in die Atmosphäre. Von dort gelangen sie über trockene und feuchte Deposition in Oberflächenwasser und Boden. Ein zweiter bedeutender Eintragspfad von Phthalaten in Boden und Grundwasser verläuft über das Sickerwasser von Mülldeponien. Aufgrund ihrer langjährigen vielfältigen Verwendung (insbesondere als Weichmacher in PVC-Produkten) sind Phthalate bereits ubiquitär in allen Umweltkompartimenten nachzuweisen. Da sie jedoch sehr langsam in die Umwelt übergehen, ist in den nächsten Jahrzehnten noch mit einer zunehmenden Umweltbelastung durch Phthalate zu rechnen. Obwohl Phthalate nicht als besonders ökotoxisch eingestuft wurden und auch der Verdacht der Kanzerogenität von DEHP nicht erhärtet werden konnte, werden Phthalate aufgrund der großen Produktionsmengen in Zukunft verstärkt Gegenstand von Umweltmonitoringprogrammen sein. Die amerikanische Umweltbehörde EPA hat bereits in den 80er Jahren die 6 am häufigsten in der Umwelt vorkommenden Phthalate in die Liste der 129 prioritären Stoffe aufgenommen. Dabei handelt es sich um die Verbindungen Bis(2-ethylhexyl)-phthalat (DEHP), Butylbenzylphthalat (BBzP), Dibutylphthalat (DBP), Diethylphthalat (DEP), Dimethylphthalat (DMP), Dioctylphthalat (DOP). Die Kommission der Europäischen Gemeinschaften nahm im Jahr 2000 Bis(2-ethylhexyl)phthalat (DEHP) als Leitparameter in die Liste prioritärer Stoffe im Bereich der Wasserpolitik auf. Als genormte Analysenmethoden für die Bestimmung von Phthalaten in Wasserproben existieren bisher nur die EPA-Methode 606 von 1984 und die EPA-Methode 8061A von 1990, die 1996 revidiert wurde. Beide Methoden zielen auf die Bestimmung der 6 Phthalate der 129-Stoffe-Liste. Im Bereich von DIN, CEN und ISO gibt es noch keine genormte Methode zur Phthalat-Bestimmung in Wasserproben. Im Hinblick auf die Entscheidung der Europäischen Kommission, DEPH in die Liste prioritärer Stoffe in der Wasserpolitik aufzunehmen, wird nun eine genormte Methode benötigt. Aus diesem Grund wurde im September 2000 bei der Sitzung des ISO TC 147 'Water Quality' eine neue Arbeitsgruppe installiert, die eine ISO-Norm für die Bestimmung von 11 Phthalaten in Wasser erstellen soll. Neben den 6 EPA-Phthalaten werden nach ISO/WD 18856 die Substanzen Dipropylphthalat (DPP), Di-(2-methyl-propyl)phthalat (DMPP), Dicyclohexylphthalat (DCHP), Didecylphthalat (DDcP), Diundecylphthalat (DUP) mittels GC-MS analysiert. Bei der ersten Sitzung der ISO-Arbeitsgruppe wurde kritisiert, dass als erstes eine ISO-Norm für die GC-MS-Methode erarbeitet wird. Es wurde gefordert, dass insbesondere für die ärmeren Länder auch eine GC-ECD-Methode beschrieben werden sollte. Im Rahmen der Diplomarbeit von Natalia Ladyzheva wurden Voruntersuchungen für die Erstellung dieser GC-ECD-Methode durchgeführt.
Quantifizierung der nassen, trockenen und okkulten Deposition entlang eines Hoehenprofils (Achenkirch, Tirol) und Beurteilung saisonaler Trends.
Einträge von Luftschadstoffen stellen eine bedeutende Gefährdungsursache für die Biodiversität terrestrischer Ökosysteme und die Aufrechterhaltung ökosystemarer Dienstleistungen dar. Die flächenhafte Erfassung und Bewertung atmosphärischer Stoffeinträge ist daher von entscheidender Bedeutung, da nur so die Einhaltung von Umweltqualitätszielen, die z.B. für die Festlegung der Emissionshöchstmengen der EU-NEC-Richtlinie zugrunde gelegt wurden, überprüft und der zusätzliche Handlungsbedarf ermittelt werden kann. Ziel des Vorhabens ist es, die Deposition aufbauend auf die im FKZ 3707 64 200 entwickelten Methodik für die Zeit nach 2009 zu ermitteln und die Resultate zu validieren (Immission und Deposition). Dafür muss die Methodik der Erfassung der feuchten und nassen Deposition weiterentwickelt werden. Ziel ist die Erstellung einer methodisch einheitlichen Zeitreihe der Deposition. Zur Erheblichkeitsbeurteilung sind Belastungsgrenzen entsprechend der internationalen Methodik zu ermitteln (inklusive einer stärkeren Ausdifferenzierung der empirischen Critical Loads und der Weiterentwicklung dynamischer Modelle entsprechend der Vereinbarungen im Rahmen der CLRTAP). Während der Projektlaufzeit werden die Aufgaben des nationalen Kontaktzentrums im ICP Modelling & Mapping der CLRTAP wahrgenommen. Um Emissionsminderungsziele anhand der erreichbaren Verbesserung des Umweltzustands festzulegen sind ferner die CL-Überschreitungen bei Annahme einer (flächeneinheitlichen) Reduktion der NOx- und NH3-Emissionen zu ermitteln. Eine detaillierte Unsicherheitsanalyse ist durchzuführen.
In dem Projekt “Erfassung, Prognose und Bewertung von Stoffeinträgen und ihren Wirkungen in Deutschland“ (MAPESI - Modelling of Air Pollutants and Ecosystem Impact) wurde die trockene, die nasse und die feuchte Deposition und somit die Gesamtdeposition von reaktiven Stickstoffkomponenten (N), oxidierten Schwefelverbindungen (S), der Schwermetallen Cd und Pb, sowie der basischen Kationen über Deutschland auf einem 1 x 1 km2 Gitter für die Jahre 2005, 2006 und 2007 bestimmt. Veröffentlicht in Texte | 38/2011.
Die Biodiversität in Europa ist durch den Eintrag von Schwefel- und Stickstoffverbindungen in die Ökosysteme gefährdet. Innerhalb des PINETI Projektes werden daher die atmosphärischen Einträge dieser Schad- und Nährstoffe für Deutschland für die Jahre 2008 und 2009 ermittelt. Die trockenen, nassen und feuchten Einträge von NHx, NOy, SOx und die Einträge der basischen Kationen Ca2+, Mg2+, K+ und Na+ werden berechnet und zur Gesamtdeposition aufsummiert. Anhand der Ergebnisse und den Critical Load werden die Überschreitungen der Critical Load für empfindliche Ökosysteme berechnet. <P>Im Folgenden wird eine Zusammenfassung der verwendeten Methoden und der Projektergebnisse präsentiert. Nach einer kurzen Einleitung werden zunächst die Eingangsdaten zur Ermittlung der atmosphärischen Einträge erläutert. Anschließend werden die Methoden zur Bestimmung der trockenen, nassen und feuchten Deposition jeweils kurz beschrieben. Die erstellten Karten zur Gesamtdeposition werden präsentiert und die Ergebnisse mit den Resultaten des Vorgängerprojektes MAPESI und Ergebnissen des EMEP Modells verglichen. Im Anschluss werden die, innerhalb des Projektes durchgeführten Modellweiterentwicklungen und Modellevaluationen zusammenfassend beschrieben und weitere mögliche Modellentwicklungen benannt und empfohlen. Abschließend wird die Bewertung des Eintrages in Bezug auf Risiken für terrestrische Ökosysteme zusammenfassend dargestellt. Das Prinzip der Critical Load wird kurz erläutert und die zeitlichen Trends der Überschreitungen der Critical Load für Versauerung und für Eutrophierung werden präsentiert.<BR>Quelle: Forschungsbericht
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