Verbessertes Verständnis der Emissionen von leichten flüchtigen organischen Verbindungen (VOCs) und deren genaue Zusammensetzung aus großen Populationszentren sowie deren chemische Veränderung windabwärts. Dies beinhaltet die Messung möglichst vieler VOCs mit unterschiedlichen Eigenschaften wie chemische Lebensdauern, chemische Eigenschaften (z.B. unterschiedliche Abbauprozesse wie z.B. Reaktion mit OH, NO3, O3, Photolyse), Wasserlöslichkeit (Auswaschung und/oder trockene Deposition), Dampfdruck (auswirkend auf Bildung und Wachstum von organischen Aerosolen). Eine wichtige Frage ist diesbezüglich die Rolle von biogenen Emissionen in asiatischen Megastädten. Die gesammelten Daten sollen mit Simulationen des neuen Klimamodells ICON-ART in Kollaboration mit der Modellgruppe des IMK (Institut für Meteorologie und Klimaforschung) verglichen werden. Hierbei geht es darum Schwachstellen in den verwendeten Emissionsdaten und der chemischen Prozessierung entlang der Transportpfade aufzudecken. Des Weiteren können hier auch die Wechselwirkungen mit organischen Aerosolen sowie Mischungs- und Verdünnungsprozesse mit Hintergrundluftmassen untersucht werden.Ausserdem sollen die Quelltypen und deren Aufteilung von europäischen und asiatischen Megastädten identifizert und quantifiziert werden. Unterschiede diesbezüglich werden erwartet und wurden bereits identifiziert (Guttikunda, 2005; von Schneidemesser et al., 2010; Borbon et al., 2013), z.B. aufgrund von unterschiedlichen Treibstoffen, PKW und LKW - Typen / Alter, Abfall-Zusammensetzungen / Management, Energieerzeugung, etc. Zum Beispiel ist Acetonitril ein verlässlicher Marker für Biomassenverbrennung und es wird vermutet, dass dessen Bedeutung in Asien wesentlich größer ist als in Europa. Eine weitere Frage ist, ob die photochemische Ozonbildung windabwärts von Megastädten durch NOx oder durch VOCs limitiert ist und wie verändert sich dies entlang der Transportpfade bzw. mit dem Alter der Luftmasse. Gibt es diesbezüglich allgemeine Unterschiede zwischen asiatischen und europäischen Megastädten und wie ist der Einfluss biogener Emissionen?
Die Ozonierung ist eine etablierte Technologie zur effizienten Oxidation von organischen Spurenstoffen in der Wasseraufbereitung. Ein wesentlicher Nachteil bei der Anwendung von Ozon ist die Bildung von stabilen und potenziell toxischen Ozonungsprodukten (OPs). Kritisch sind wegen ihrer Langlebigkeit vor allem biologisch stabile OPs. Unmöglich kann die Reaktion aller relevanter CECs mit Ozon, die dabei entstehenden OPs und deren biologische Stabilität untersucht werden. Vielmehr ist es notwendig, basierend auf dem systematischen Studium funktioneller Gruppen Kenntnisse zu generieren, die auf andere Stoffe übertragbar sind. Bislang wurden solche systematischen Studien aber nicht durchgeführt. Noch größer ist die Wissenslücke bei den im Abwasser vorliegenden organischen Kohlenstoffverbindungen (engl.: effluent organic matter, EfOM). Zwar belegt die Ozonzehrung von EfOM dessen Reaktivität gegenüber Ozon, aber welche funktionellen Gruppen reagieren, welche Produkte gebildet werden und wie biologisch stabil diese sind, ist gerade für EfOM mit Heteroatomen (N, S) nicht untersucht. Dieses Vorhaben will beide Lücken durch ein komplementäres analytisches und experimentelles Vorgehen schließen, mit dem gemeinsamen methodischen Ansatz der Einführung einer Markierung in die OPs durch Verwendung von 18O-Ozon und der nachfolgenden Detektion und Identifizierung der OPs mithilfe der (ultra-hochauflösenden) Massenspektrometrie. Das Vorhaben basiert auf der zentralen Hypothese, dass die Reaktion von Ozon sowohl mit bestimmten funktionellen Gruppen organischer Spurenstoffe als auch mit äquivalenten Gruppen des EfOM zu einer vorhersagbaren Bildung von OPs führt. Es zielt darauf ab, i) unser Verständnis der Reaktivität verschiedener funktioneller Gruppen gegenüber Ozon zu verbessern, wobei der Schwerpunkt auf der Identifikation biologisch schwer abbaubarer Funktionen innerhalb der OPs liegt, ii) ozon-reaktive funktionelle Gruppen im EfOM basierend auf bestehendem Wissen zur Transformation von Spurenstoffen zu identifizieren, wobei der Schwerpunkt auf N- und S-haltigen funktionellen Gruppen liegt, welche potentiell chemisch stabile OPs bilden, und iii) die Bedeutung des EfOM im Hinblick auf die Bildung biologisch schwer abbaubarer OPs in der Ozonierung von Abwasser zu bewerten. Dazu soll der biologische Abbau der OPs anhand deren spezifischen funktionellen Gruppen in Säulen-Abbauversuchen und einer simulierten Grundwasseranreicherung untersucht werden. Mit dem neuen Ansatz der Markierung sind wir in der Lage, OPs von CECs ebenso wie von EfOM sicher zu detektieren, besser zu identifizieren und ihre Stabilität gut zu verfolgen. Das Vorhaben generiert ein systematisches und übertragbares Verständnis zur Bildung stabiler OPs basierend auf funktionellen Gruppen organischer Moleküle, von CECs wie von EfOM. Erst wenn die Stabilität der möglichen OPs untersucht ist, wird auch eine systematische toxikologische Bewertung der Ozonung als Wasseraufbereitungsmethode möglich.
Die Auswirkungen von flüchtigen organischen Verbindungen (VOC) auf die Luftqualität und damit auf die Gesundheit der Menschen auf lokaler oder regionaler Skala sind direkt offenkundig durch die schädlichen Effekte auf die Lebenswelt. Noch bedeutender ist die kritische Rolle, die VOC in chemischen Prozessen der Atmosphäre einnehmen. Die Bildung vieler sekundärer organischer Schadstoffe in der Atmosphäre wie Ozon, Peroxide, Aldehyde, Peroxyacetylnitrate und sekundäre organische Aerosole hängt entscheidend von der Verfügbarkeit der VOC und ihrer Vorläufersubstanzen ab. Wir planen die Messung von Isotopenverhältnissen und Konzentrationen spezifischer VOC in der Abluft großer Ballungszentren (MPC) in Europa und Asien durch Einsatz des Luftprobensammlers MIRAH auf den HALO-Missionen EMeRGe-EU und EMeRGe-Asia. Die Luftproben werden im Labor mittels Gaschromatographie-Verbrennungs-Isotopen-Massenspektrometrie analysiert. Isotopenverhältnisse in VOC sind wertvolle Indikatoren zur Untersuchung von Reaktionen, die derzeitigen Messverfahren nicht direkt zugänglich sind. Transport- und Mischungsprozesse in der Atmosphäre können damit visualisiert werden, wertvolle Information über dominante Prozesse, an denen VOC beteiligt sind, gewonnen werden. Bereits in den letzten HALO-Missionen, TACTS/ESMVal und den beiden OMO-Missionen, konnten wir zeigen, dass die beantragte Messmethode ein sensitives Werkzeug ist, z.B. für Quellstudien von VOC, zur Ableitung von Transportwegen und deren Einfluss auf die Verteilung der VOC, zur Abschätzung des Mischungsgrads, der Unterscheidung zwischen dynamischen und chemischen Prozessen, als auch zur Untersuchung atmosphärischer Umwandlung und Verweilzeit spezifischer VOC. Die Wertstellung dieser Ergebnisse wird sogar noch gesteigert durch den Vergleich mit Ergebnissen aus 3-dimensionalen Chemie-Transport-Modellen. Die folgenden geplanten wissenschaftlichen Zielsetzungen betten sich in die übergreifenden Ziele von EMeRGe-EU and EMeRGe-ASIA: (1) Messung der Zusammensetzung der in Europa und Asien entspringenden Schadstofffahnen und Bestimmung des Beitrags bestimmter VOC an der Zusammensetzung der Atmosphäre; (2) Bestimmung der weitreichenden Luftverschmutzung sowie deren Einfluss auf die Verteilung bestimmter VOC; (3) Identifizierung möglicher Unterschiede im Transport und der Umwandlung von VOC, die mit besonderen einzigartigen Charakteristiken europäischer und asiatischer MPCs verbunden sind; (4) Identifizierung von Oxidations- und Zwischenprodukten des VOC-Abbaus; (5) Informationsgewinnung über Oxidationswege durch Messung von Vorläufer- und Oxidationsprodukten; (6) Altersbestimmung von Luftmassen in unterschiedlichen Stadien der Schadstofffahnen; (7) Gegenüberstellung photochemischer Prozessierung gegen Transport und Mischung; (8) Verbindung der Informationen aus Isotopenverhältnissen mit bestimmten regionalen meteorologischen Daten; (9) Bereitstellung der Messdaten für Chemietransportmodelle.
Peroxyradikale sind kurzlebige Spezies, die an den meisten Oxidationsprozessen in der Atmosphäre beteiligt sind, die zur Bildung von langlebigeren und chemisch oder toxikologisch wichtigen Schadstoffen wie Ozon führen. Insbesondere in Gebieten, die von komplexen Emissionsquellen betroffen sind, sind Peroxyradikal-Messmethoden mit ausreichender Genauigkeit, Reproduzierbarkeit und Empfindlichkeit erforderlich, um die chemische Umwandlung der städtischen Umweltverschmutzung zu verstehen. In dieser Hinsicht ermöglichen Vergleiche von state-of-the-art Sensoren in chemischen Reaktorkammern deren Charakterisierung unter kontrollierten Bedingungen und verbessern das Vertrauen in die Messung von Peroxyradikalen.SPRUCE strebt ein besseres Verständnis der Rolle der Peroxyradikale bei atmosphärischen chemischen Umwandlungen an, die aus der Wechselwirkung zwischen urbanen anthropogenen und ländlichen biogenen Emissionen resultieren. Im Rahmen der vorgeschlagenen Arbeit wird das vorhandene PeRCEAS-Instrument (Peroxy Radical Chemical Enhancement and Absorption Spectrometer) an der Messkampagne des internationalen Projekts ACROSS (Atmospheric ChemistRy Of the Suburban Forest) zur Untersuchung des Schadstoffausflusses von Paris über ein Waldgebiet, und in der internationalen Vergleichsstudie ROxCOMP22 für wissenschaftliche Instrumente, die atmosphärische Peroxyradikale teilnehmen. Diese beiden Messkampagnen befassen sich mit zwei Hauptaspekten von SPRUCE. Sie bieten eine einzigartige Gelegenheit für a) die Messung von Peroxyradikalen in der spezifischen Umgebung von Interesse und in Verbindung mit einer umfangreichen Reihe von Beobachtungen, die für die Interpretation der Radikalchemie von wesentlicher Bedeutung sind, und b) die Bewertung der Datenqualität und Leistungsfähigkeit von PeRCEAS, insbesondere die Überprüfung der Sensitivität und Effizienz für die Speziation der Radikale unter kontrollierten Bedingungen.Ein Schwerpunkt der Studie wird auf der Untersuchung von Oxidationsreaktionen und Ozonausbeuten in Luftmassen mit unterschiedlicher anthropogener/biogener Signatur in Abhängigkeit von der Menge und Zusammensetzung von Peroxyradikalen liegen. Numerische Berechnungen und Modelle werden durch die Beobachtungen von Vorläuferspezies eingeschränkt, um die Budgets von Peroxyradikalen abzuschätzen. Der Vergleich mit den PeRCEAS-Messungen wird verwendet, um das Verständnis der Oxidationsmechanismen in urbanen Plumes gemischt mit biogenen Emissionen zu testen. Es wird erwartet, dass die Analyse des resultierenden Datensatzes das aktuelle Wissen über die chemische Transformation von Megacity-Emissionen während des atmosphärischen Transports ergänzt.
Die biogenen VOC-Emissionen (BVOC) in Deutschland tragen stark zur Ozonbildung bei, insbesondere zu Spitzenwerten bei hohen Temperaturen. Die für die Ozonchemie relevantesten BVOC-Emissionen sind die Isopren-Emissionen einzelner Baumarten, aber auch andere Quellen wie Ackerflächen und Grünland sowie andere BVOC-Spezies haben einen Einfluss. Von BVOC-Emissionen ist bekannt, dass diese in allen aktuellen Chemie-Transport-Modellen unzureichend erfasst und parametrisiert sind. Durch die Kombination existierender Modelle zur Berechnung von BVOC-Emissionen (z. B. für Einzelbäume UFORE oder i-Tree) mit aktuellen Landnutzungskarten sowie der Parametrisierung statischer (z. B. Baum-, Pflanzenart) und dynamischer (z. B. Temperatur, Bodenfeuchte, Vegetationsphase) Abhängigkeiten in Chemie-Transport-Modellen sollen die absoluten Emissionen sowie die räumliche und zeitliche Verteilung der biogenen VOC und damit insbesondere Episoden mit hohen Ozonkonzentrationen besser abgebildet werden. Auch die Senkenfunktion der Vegetation gegenüber Ozon soll dabei berücksichtigt und dynamisch parametrisiert werden.
Methan ist nach Kohlendioxid das zweitwichtigste Treibhausgas. Daneben ist Methan ein wichtiger Vorläuferstoff für die Bildung von bodennahem Ozon. Ozon ist mit negativen Gesundheitseffekten verbunden und schädigt Ökosysteme und Nutzpflanzen. Eine Minderung der Methanemissionen trägt also sowohl zum Klimaschutz als auch zum Schutz der menschlichen Gesundheit und zum Schutz von Ökosystemen bei. Seit einigen Jahren gibt es sowohl auf internationaler als auch auf europäischer Ebene Bestrebungen, die Methanemissionen deutlich zu senken und konkrete Minderungsziele festzulegen. Trotz der angestoßenen Initiativen zur Methanminderung ist jedoch vielen Menschen noch nicht bewusst, wie notwendig eine Reduzierung der Emissionen ist und welchen Nutzen sie bringen kann. Das Positionspapier des Umweltbundesamtes informiert über die Wirkungen und die wichtigsten Emissionsquellen von Methan und zeigt konkrete Handlungsempfehlungen und Maßnahmen zur Methanreduktion auf nationaler Ebene und weltweit auf. Das UBA-Papier richtet sich vor allem an politische Entscheidungsträger*innen. Veröffentlicht in Position.
Methan ist nach Kohlendioxid das zweitwichtigste Treibhausgas. Daneben ist Methan ein wichtiger Vorläuferstoff für die Bildung von bodennahem Ozon. Ozon ist mit negativen Gesundheitseffekten verbunden und schädigt Ökosysteme und Nutzpflanzen. Eine Minderung der Methanemissionen trägt also sowohl zum Klimaschutz als auch zum Schutz der menschlichen Gesundheit und zum Schutz von Ökosystemen bei. Es ist daher wichtig, in den kommenden Jahren weltweit eine Minderung der Methanemissionen anzustoßen und weiter voranzubringen. Seit einigen Jahren gibt es sowohl auf internationaler als auch auf europäischer Ebene Bestrebungen, die Methanemissionen deutlich zu senken und konkrete Minderungsziele festzulegen. Trotz der angestoßenen Initiativen zur Methanminderung ist jedoch vielen Menschen noch nicht bewusst, wie notwendig eine Reduzierung der CH4-Emissionen ist und welchen Nutzen sie bringen kann. Das Positionspapier des Umweltbundesamtes informiert über die Wirkungen und die wichtigsten Emissionsquellen von Methan und zeigt konkrete Handlungsempfehlungen und Maßnahmen zur Methanreduktion auf nationaler Ebene und weltweit auf. Das UBA-Papier richtet sich vor allem an politische Entscheidungsträger*innen. Quelle: www.umweltbundesamt.de
<p> <p>Methan ist nach Kohlendioxid das zweitwichtigste Treibhausgas. Eine Minderung der Methanemissionen leistet einen wichtigen Beitrag zum Klimaschutz und zum Schutz von Mensch und Umwelt. Das Umweltbundesamt hat nun ein Positionspapier erstellt, das konkrete Maßnahmen zur Methanreduktion in Deutschland und weltweit aufzeigt.</p> </p><p>Methan ist nach Kohlendioxid das zweitwichtigste Treibhausgas. Eine Minderung der Methanemissionen leistet einen wichtigen Beitrag zum Klimaschutz und zum Schutz von Mensch und Umwelt. Das Umweltbundesamt hat nun ein Positionspapier erstellt, das konkrete Maßnahmen zur Methanreduktion in Deutschland und weltweit aufzeigt.</p><p> <p>Methan ist nicht nur ein <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/treibhausgas">Treibhausgas</a> sondern auch ein wichtiger Vorläuferstoff für die Bildung von bodennahem Ozon. Ozon ist mit negativen Gesundheitseffekten verbunden und schädigt Ökosysteme und Nutzpflanzen. Eine Minderung der Methanemissionen trägt also sowohl zum <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/klimaschutz">Klimaschutz</a> als auch zum Schutz der menschlichen Gesundheit und zum Schutz von Ökosystemen bei. Es ist daher wichtig, in den kommenden Jahren weltweit eine Minderung der Methanemissionen anzustoßen und weiter voranzubringen. Seit einigen Jahren gibt es sowohl auf internationaler als auch auf europäischer Ebene Bestrebungen, die Methanemissionen deutlich zu senken und konkrete Minderungsziele festzulegen. Trotz der angestoßenen Initiativen zur Methanminderung ist jedoch vielen Menschen noch nicht bewusst, wie notwendig eine Reduzierung der CH4-Emissionen ist und welchen Nutzen sie bringen kann.</p> <p>Das <a href="https://www.umweltbundesamt.de/publikationen/unterschaetztes-treibhausgas-methan">Positionspapier</a> des Umweltbundesamtes informiert über die Wirkungen und die wichtigsten Emissionsquellen von Methan und zeigt konkrete Handlungsempfehlungen und Maßnahmen zur Methanreduktion auf nationaler Ebene und weltweit auf. Das <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/uba">UBA</a>-Papier richtet sich vor allem an politische Entscheidungsträger*innen.</p> </p><p>Informationen für...</p>
Die Gefährdung der menschlichen Gesundheit und der Vegetation durch Ozon ist in Deutschland nach wie vor ein wichtiges Thema in Politik, Wissenschaft und Öffentlichkeit. Ein vom Umweltbundesamt und dem Potsdamer Institut für transformative Nachhaltigkeitsforschung organisierter Workshop widmete sich diesem Thema. Expertinnen und Experten diskutierten den derzeitigen Wissensstand zu ozonrelevanten Prozessen, den Verbesserungsbedarf bei Modellierung und Messungen, die Aussagekraft der vorliegenden Emissionsinventare und den Beitrag der regionalen Ozonbildung an der Gesamtbelastung. Es wurden außerdem allgemeine Empfehlungen zu Emissionsminderungen der Ozonvorläuferstoffe in Deutschland erarbeitet und Wissenslücken sowie weiterer Forschungsbedarf identifiziert. Quelle: https://www.umweltbundesamt.de
| Organisation | Count |
|---|---|
| Bund | 149 |
| Europa | 36 |
| Land | 9 |
| Wissenschaft | 52 |
| Zivilgesellschaft | 3 |
| Type | Count |
|---|---|
| Förderprogramm | 137 |
| Text | 10 |
| unbekannt | 2 |
| License | Count |
|---|---|
| Geschlossen | 12 |
| Offen | 137 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 112 |
| Englisch | 48 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Bild | 1 |
| Dokument | 9 |
| Keine | 115 |
| Webseite | 33 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 138 |
| Lebewesen und Lebensräume | 144 |
| Luft | 144 |
| Mensch und Umwelt | 148 |
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| Weitere | 149 |