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Sentinel-5P TROPOMI – Ozone (O3), Level 3 – Global

Ozone vertical column density in Dobson Units as derived from Sentinel-5P/TROPOMI observations. The stratospheric ozone layer protects the biosphere from harmful solar ultraviolet radiation. Ozone in troposphere can pose risks to the health of humans, animals, and vegetation. The TROPOMI instrument aboard the SENTINEL-5P space craft is a nadir-viewing, imaging spectrometer covering wavelength bands between the ultraviolet and the shortwave infra-red. TROPOMI's purpose is to measure atmospheric properties and constituents. It is contributing to monitoring air quality and providing critical information to services and decision makers. The instrument uses passive remote sensing techniques by measuring the Top Of Atmosphere (TOA) solar radiation reflected by and radiated from the earth and its atmosphere. The four spectrometers of TROPOMI cover the ultraviolet (UV), visible (VIS), Near Infra-Red (NIR) and Short Wavelength Infra-Red (SWIR) domains of the electromagnetic spectrum, allowing operational retrieval of the following trace gas constituents: Ozone (O3), Nitrogen Dioxide (NO2), Sulfur Dioxide (SO2), Formaldehyde (HCHO), Carbon Monoxide (CO) and Methane (CH4). Daily observations are binned onto a regular latitude-longitude grid. Within the INPULS project, innovative algorithms and processors for the generation of Level 3 and Level 4 products, improved data discovery and access technologies as well as server-side analytics for the users are developed.

Quantifizierung des Einflusses der stratosphärischen Zirkulation auf die Abschätzung troposphärischer Emissionen

Neue Studien zeigen, dass die Emissionen eines der wichtigsten Fluochlorkohlenwasserstoffe (FCKWs), des CFC--11, seit 2012 wieder ansteigen, was eine ernste Bedrohung für die Ozonschicht bedeutet. Allerdings sind die Abschätzungen der FCKW Emissionen mit großen Unsicherheiten behaftet. Die größte Unsicherheit stammt von Änderungen der stratosphärischen Zirkulation und deren Darstellung in derzeitigen atmosphärischen Modellen und Reanalysen. Die Methodiken, um diese Zirkulationsänderungen in Modellen besser einzuschränken, sind unzureichend.Ziel des Projekts ist es den Einfluß von Jahr-zu-Jahr Variabilität und dekadischen Änderungen im stratosphärischen Transport auf troposphärische Änderungen langlebiger Spurenstoffe, mit Fokus auf FCKWs, besser zu verstehen. Dazu werden neue Methodiken entwickelt und verbessert, um das stratosphärische Altersspektrum abzuleiten, die Verteilung der Transportzeit durch die Stratosphäre. In einem ersten Schritt wird die Methoden-Evaluierung im Modell durchgeführt. Drei verschiedene Methodiken zur Berechnung des Altersspektrums aus Mischungsverhältnissen chemischer Spezies werden verglichen. Diese Methodiken basieren auf (i) einer inversen Gauss-Funktions Parametrisierung, (ii) einer verbesserten Parametrisierung, und (iii) einer direkten Inversions-Methode. Für einen "proof of concept" werden die Resultate aller drei Methoden mit Altersspektren aus dem Lagrangeschen Atmosphären-Modell CLaMS verglichen, die im Modell exakt mit einer Pultracer-Methode berechnet werden. Im zweiten Schritt werden die Methodiken angewendet auf hochaufgelöste in-situ Spurengas-Messdaten aus Luftproben von Flugzeug-Messungen und von neuesten AirCore Messungen. Die Kombination von neuartigen Simulations- und Berechnungs-Methoden mit neuesten Messdaten zur Bestimmung des stratosphärischen Altersspektrums wird zu bisher nicht dagewesenen Einschränkungen des stratosphärischen Transports in Modellen führen. Durch Vergleich der Modell-Altersspektren aus Simulationen die mit verschiedenen meteorologischen Reanalysen angetrieben wurden, einschließlich der neuesten ERA5 Reanalyse und älterer Produkte (ERA-Interim, MERRA-2, JRA-55), soll die Robustheit der Modell-Darstellung stratosphärischer Transportänderungen abgeschätzt werden. Schließlich werden die Variabilitäten im stratosphärischen Transport untersucht und quantifiziert, sowie die Effekte dieser Variabilität auf die Spurengaszusammensetzung der unteren Stratosphäre und auf troposphärische Trends. Die aus dem Projekt resultierenden verbesserten Methodiken zur Abschätzung troposphärischer Spurenstoff-Budgets sollen der wissenschaftlichen Community zugänglich gemacht werden, und werden einen wichtigen Schritt darstellen hin zu einer verbesserten Berechnung von Emissionen langlebiger ozonzerstörender Substanzen und Treibhausgase.

Tripelelement-Stabilisotopensignaturen zur Untersuchung des atmosphärischen Chlormethanbudgets

Die stratosphärische Ozonschicht absorbiert die UV-C und UV-B Sonnenstrahlung und schützt damit Pflanzen, Tiere und Menschen vor Strahlenschäden. Durch anthropogen emittierte Fluorchlorkohlenwasserstoffe (FCKWs) wird die Ozonschicht abgebaut. Da FCKWs seit dem Montrealer Protokoll stark zurückgegangen sind, werden halogenierte Verbindungen wie Chlormethan (CH3Cl), die aus natürlichen Quellen freigesetzt werden, für den Abbau der Ozonschicht in der Stratosphäre zunehmend relevant. CH3Cl ist das am häufigsten vorkommende chlorhaltige Spurengas in der Erdatmosphäre, das für etwa 17% der durch Chlor katalysierten Ozonzerstörung in der Stratosphäre verantwortlich ist. Daher wird CH3Cl vornehmlich die zukünftigen Gehalte an stratosphärischem Chlor bestimmen. Die aktuellen Schätzungen des globalen CH3Cl-Budgets und die Verteilung der Quellen und Senken sind sehr unsicher. Ein besseres Verständnis des atmosphärischen CH3Cl-Budgets ist daher das Hauptziel dieses Projektes.Die Analyse stabiler Isotopenverhältnisse von Wasserstoff (H), Kohlenstoff (C) und Chlor (Cl) hat sich zu einem wichtigen Werkzeug zur Untersuchung des atmosphärischen CH3Cl-Budgets entwickelt. Das zugrundeliegende Konzept besteht darin, dass das atmosphärische Isotopenverhältnis einer Verbindung wie CH3Cl gleich der Summe der Isotopenflüsse aus allen Quellen angesehen werden kann, korrigiert um den gewichteten durchschnittlichen kinetischen Isotopeneffekt aller Abbauprozesse. Dadurch ist es möglich, die Bedeutung wichtiger Quellen und Senken mit bekannten Isotopensignaturen zu entschlüsseln. Eine Grundvoraussetzung für detaillierte Hochrechnungen des globalen Budgets ist die Bestimmung der durchschnittlichen Isotopenverhältnisse von H, C und Cl des troposphärischen CH3Cl. Aufgrund der relativ geringen Konzentration von atmosphärischem CH3Cl von ~550 ppbv stellt dies eine große messtechnische Herausforderung dar. Daher liegt der Schwerpunkt dieses Antrags auf der erfolgreichen Entwicklung von Dreifachelement-Isotopenmethoden zur genauen Messung von atmosphärischem CH3Cl.Im ersten Schritt wird ein Probenahmesystem für große Luftmengen konstruiert und für die Messungen der stabilen Isotopenverhältnisse von CH3Cl optimiert. Das Probenahmegerät wird zunächst im Labor getestet und dann zum Sammeln von Luftproben an drei verschiedenen Orten eingesetzt: an der Universität Heidelberg, am Hohenpeißenberg und im Schneefernerhaus. Die Probenahmen werden über einen Zeitraum von einem Jahr durchgeführt, um möglichst auch saisonale Schwankungen zu erfassen. Die Isotopenverhältnisse der Proben werden mit modernsten massenspektrometrischen Methoden im Labor gemessen. Die Ergebnisse aller Standorte und Zeitpunkte werden in der Gesamtheit evaluiert, um die durchschnittlichen stabilen H-, C und Cl-Isotopenwerte einschließlich ihrer saisonalen Schwankungen darzustellen. Abschließend werden die Daten hinsichtlich ihrer Anwendbarkeit für komplexe numerische Modelle kritisch diskutiert.

Eine neue Bedrohung der stratosphärischen Ozonschicht durch anthropogene kurzlebige Halogenverbindungen

Die stratosphärische Ozonschicht bietet der Erde einen wirkungsvollen Schutzschild gegen den ultravioletten, schädigenden Anteil der solaren Strahlung. Der anthropogene Ozonabbau, verursacht durch Emissionen von langlebigen Fluorchlorkohlenwasserstoffen (FCKWs), war eines der größten Umweltprobleme der letzten Jahrzehnte. Emissionen von FCKWs wurden infolge des Montrealer Abkommens von 1987 stark reduziert und eine langsame Erholung der Ozonschicht wird im Laufe der nächsten Jahrzehnte erwartet. Im Gegensatz dazu werden die Emissionen von sehr kurzlebigen Halogenverbindungen (Very Short-Lived Halocarbons, VSLH), welche auch stratosphärisches Ozon zerstören, aufgrund von neuen Technologien ansteigen. Chemische Oxidationsprozesse in der marinen Umwelt, insbesondere die neuartigen Behandlungsverfahren von Ballastwasser, und anwachsende tropische Makroalgenkulturen beeinflussen biogeochemische Kreisläufe und können zu einem starken Anstieg der VSLH Produktion und Emission führen. Zusätzlich zu ihrem schädlichen Effekt auf die Ozonschicht, beeinflussen VSLH den atmosphärischen Strahlungsantrieb und das Vermögen der Atmosphäre viele natürliche und anthropogene Spurenstoffe zu entfernen (atmosphärische Oxidationspotential). Momentan ist nur sehr wenig über die zukünftig zu erwartenden anthropogenen VSLH Emissionen aus dem Ozean sowie ihre bedrohliche Wirkung auf die atmosphärische Chemie bekannt und fundierte wissenschaftliche Untersuchungen sind dringend erforderlich. Das Ziel dieses Antrages ist es, momentane und zukünftige Emissionen anthropogener VSLH und ihren Einfluss auf atmosphärische Zusammensetzung und Chemie zu quantifizieren. Ein besonderer Fokus liegt auf der Untersuchung einer möglichen neuen Bedrohung der stratosphärischen Ozonschicht. In einem ersten Schritt werden globale Karten der ozeanischen Emissionen von anthropogenen VSLH erstellt. Im zweiten Schritt wird, basierend auf atmosphärischer Chemie-Transport Modellierung, die Entwicklung der anthropogenen VSLH in der Atmosphäre quantifiziert. Zu diesem Zweck werden Küsten-auflösende Modellsysteme entwickelt, welche später dazu beitragen Parametrisierungen anthropogener VSLH Prozesse für globale Klima-Chemie Modelle zu erstellen. In einem dritten Schritt wird der globale Einfluss der anthropogenen VSLH auf Ozonabbau, Strahlungsantrieb und atmosphärisches Oxidationspotential bestimmt und mögliche Rückkopplungsmechanismen werden identifiziert. Der interdisziplinäre Forschungsplan umfasst die Synthese existierender Daten, Messungen, sowie Ozean-Zirkulation-, Biogeochemie- und atmosphärische Klima-Chemie Modellierung. Das Forschungsvorhaben wird die Frage beantworten, ob anthropogene Aktivitäten in der marinen Umwelt eine Bedrohung für die stratosphärische Ozonschicht darstellen. Solch eine Risikoabschätzung ist von großer gesellschaftlicher Bedeutung und liefert entscheidende Information für politische Entscheidungsträger bezüglich der Planung zukünftiger menschlicher Aktivitäten.

Sauerstoffabnahme im Ozean: Implikationen für die N2O Produktion und die Atmosphäre

N2O ist ein wichtiges Treibhausgas und seine atmosphärische Lebensdauer ist ausreichend lang, um in die Stratosphäre zu gelangen wo es an ozonabbauenden photochemische Reaktionen beteiligt ist (de Bie et al. 2002). Der Ozean ist eine bedeutende Quelle von N2O und macht etwa 35% der natürlichen Quellen aus. Die mikrobielle Produktion von N2O (NH4+-Oxidation, Nitrifizierer-Denitrifikation, Denitrifikation) wird weitgehend über die Konzentration von gelöstem Sauerstoff (DO) reguliert. Unterhalb einer bestimmten, aber ungenau definierten DO-Konzentration, findet deutlich erhöhte N2O Produktion statt. Die Hinweise auf sinkende DO-Konzentrationen im Ozean häufen sich und dies wird zu einer erhöhten ozeanischen N2O Produktion und somit zu einer erhöhten N2O-Emission in die Atmosphäre führen. Bevor dies geschieht ist entscheidend, dass wir 1) die aktuellen N2O Bedingungen im Ozean identifizieren (d.h. N2O-Verteilung, Produktion und Produktionswege) und 2) bestimmen, wie sich die N2O Bedingungen unter verschiedenen Szenarien zukünftiger DO-Konzentrationen ändern werden. Für Punkt 1 werden Arbeiten im nordöstlichen tropischen Atlantik durchgeführt, da dort DO-Konzentrationen herrschen, die für den größten Teil des Ozeans charakteristisch sind. Für Punkt 2 werden wir Arbeit in zwei extremen Sauerstoffminimumzonen (OMZ) durchzuführen (im südöstlichen tropischen Pazifik und in einem low oxygen eddy im nordöstlichen tropischen Atlantik), wo die DO-Konzentrationen wesentlich niedriger sind als im Großteil des Ozeans. In beiden Regionen werden wir: 1) N2O-Konzentrationen messen; 2) del15N, del18O und 15N Site Preference von N2O messen, um die relative Bedeutung, die die verschiedenen Produktionswege von N2O an der Gesamtkonzentration haben, zu bestimmen; 3) N2O-Produktionsraten für jeden der verschiedenen Produktionswege mittels der 15N-Tracer-Technik bestimmen. Zusätzliche Molekularanalysen werden helfen, die verschiedenen N2O-produzierenden Organismen zu charakterisieren und zu quantifizieren. Um die Auswirkungen zu studieren, die eine erhöhte N2O-Produktion im Ozean (als Folge der abnehmenden DO-Konzentration) für die Atmosphäre hat, ist es wichtig, dass wir die Faktoren die den Gasaustausch von N2O beeinflussen, besser verstehen. Mittels der Eddy-Kovarianz-Technik werden wir N2O Flüsse aus dem Meer direkt messen und mit physikalischen, chemischen und biologischen Parametern vergleichen.

Emissionen fluorierter Treibhausgase („F-Gase“)

<p> <p>Fluorierte Treibhausgase werden in der Regel gezielt hergestellt und als Arbeitsmittel in verschiedenen Anwendungen eingesetzt. Die Emissionen sind von 2003 bis 2016 kontinuierlich gestiegen, zeigen aber nun einen deutlichen Abwärtstrend. Grund dafür sind wirksame gesetzliche Regelungen, die die Verwendung der F-Gase limitieren. Der Artikel stellt die aktuellen Emissionen dieser Stoffgruppe vor.</p> </p><p>Fluorierte Treibhausgase werden in der Regel gezielt hergestellt und als Arbeitsmittel in verschiedenen Anwendungen eingesetzt. Die Emissionen sind von 2003 bis 2016 kontinuierlich gestiegen, zeigen aber nun einen deutlichen Abwärtstrend. Grund dafür sind wirksame gesetzliche Regelungen, die die Verwendung der F-Gase limitieren. Der Artikel stellt die aktuellen Emissionen dieser Stoffgruppe vor.</p><p> Entwicklung in Deutschland seit 1995 <p>Zu den fluorierten Treibhausgasen (F-Gasen) zählen die vollfluorierten Kohlenwasserstoffe (FKW), die teilfluorierten Kohlenwasserstoffe (HFKW), Schwefelhexafluorid (SF6) und Stickstofftrifluorid (NF3).</p> <p>Hauptursache für die starke Zunahme war der vermehrte Einsatz von fluorierten Treibhausgasen als Kältemittel. Minderungen wurden hauptsächlich bei der Herstellung von Primäraluminium, Halbleitern, der auslaufenden Anwendung in Autoreifen, der Produktion von Schallschutzscheiben und bei Anlagen zur Elektrizitätsübertragung erreicht. Allerdings nehmen die Emissionen aus der Entsorgung von Schallschutzscheiben seit 2006 sichtbar zu, da die angenommene Lebenszeit dieser Scheiben erreicht worden ist (siehe Abb. „Emissionen fluorierter Treibhausgase“, Tab. „Emissionen ausgewählter Treibhausgase nach Kategorien“ und Abb. „Quellen der Emissionen fluorierter Treibhausgase“).</p> <p>In Zukunft ist damit zu rechnen, dass die F-Gas-Emissionen, insbesondere die HFKW-Emissionen, durch die Umsetzung der <a href="https://www.umweltbundesamt.de/node/11920">Verordnung (EU) 2024/573</a> weiter abnehmen. Wichtigstes Instrument der Verordnung ist die schrittweise Begrenzung der Verkaufsmengen von HFKW bis 2030 auf ein Fünftel der heutigen Verkaufsmengen, was sich zeitversetzt auf die Höhe der Emissionen auswirken wird. Die Schwefelhexafluorid-Emissionen aus der Entsorgung von Schallschutzscheiben stiegen bis 2019 und werden jetzt kontinuierlich sinken.</p> <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/2_abb_emi-fluor-thg_2025-05-26.png"> </a> <strong> Emissionen fluorierter Treibhausgase („F-Gase“) </strong> Quelle: Umweltbundesamt <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/2_abb_emi-fluor-thg_2025-05-26.png">Bild herunterladen</a> (334,71 kB) <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/2_abb_emi-fluor-thg_2025-05-26.pdf">Diagramm als PDF</a> (118,85 kB) <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/4_tab_emi-ausgew-thg-kat_2025-05-26.png"> </a> <strong> Tab: Emissionen ausgewählter Treibhausgase nach Kategorien </strong> Quelle: Umweltbundesamt <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/4_tab_emi-ausgew-thg-kat_2025-05-26.png">Bild herunterladen</a> (165,83 kB) <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/4_tab_emi-ausgew-thg-kat_2025-05-26.pdf">Tabelle als PDF zur vergrößerten Darstellung</a> (156,19 kB) <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/4_abb_quellen-emi-fluor-thg_2025-05-26.png"> </a> <strong> Quellen der Emissionen fluorierter Treibhausgase </strong> Quelle: Umweltbundesamt <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/4_abb_quellen-emi-fluor-thg_2025-05-26.png">Bild herunterladen</a> (257,75 kB) <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/4_abb_quellen-emi-fluor-thg_2025-05-26.pdf">Diagramm als PDF</a> (359,65 kB) Weiter <i> </i> Vorherige <i> </i> </p><p> Bedeutung von F-Gasen <p>Fluorierte Treibhausgase (F-Gase) wirken sich je nach Substanz sehr stark auf das <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/klima">Klima</a> aus, der Effekt ist bis zu 23.500 (5.AR) bzw. 24.300 (6.AR) mal höher als bei Kohlendioxid. F-Gase sind daher Teil des Kyoto-Protokolls und der Nachfolgeregelungen.</p> </p><p> Herkunft von F-Gasen <p>Während die klassischen Treibhausgase meist als unerwünschte <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/nebenprodukte">Nebenprodukte</a> freigesetzt werden, zum Beispiel bei der Verbrennung fossiler Rohstoffe, werden fluorierte Treibhausgase zum überwiegenden Teil gezielt produziert und eingesetzt. Sie werden heute in ähnlicher Weise verwendet wie früher <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/fckw">FCKW</a>, die die stratosphärische Ozonschicht zerstören.&nbsp;<br><br>Fluorierte Treibhausgase werden hauptsächlich als Kältemittel in Kälte- und Klimaanlagen, Treibmittel in Schäumen und Dämmstoffen und als Feuerlöschmittel verwendet. Um die Emissionen dieser Stoffe zu vermindern, ist es neben technischen Maßnahmen vor allem zielführend, die Stoffe gezielt zu ersetzen oder alternative Technologien einzusetzen.</p> </p><p> Rechtsvorschriften <p>Fluorierte Treibhausgase unterliegen wegen ihres hohen Treibhauspotenzials europäischer und nationaler Reglementierung. Auf europäischer Ebene ist das Inverkehrbringen und die Verwendung fluorierter Treibhausgase in der <a href="https://www.umweltbundesamt.de/node/11920">Verordnung (EU) 2024/573</a> und der <a href="https://www.umweltbundesamt.de/node/12469">Richtlinie 2006/40/EG</a> geregelt.</p> <p>Ergänzend zu den EU-Regelungen gilt in Deutschland die Verordnung zum Schutz des Klimas vor Veränderungen durch den Eintrag bestimmter fluorierter <a href="https://www.umweltbundesamt.de/node/91231">Treibhausgase</a> (<a href="https://www.umweltbundesamt.de/node/91231https://www.umweltbundesamt.de/node/91231#Chemikalien-Klimaschutzverordnung">Chemikalien-Klimaschutzverordnung</a>).</p> </p><p> </p><p>Informationen für...</p>

Dreidimensionale globale Modellrechnung der troposphaerischen Luftchemie

Unter Verwendung monatlich gemittelter Wind- und Temperaturfelder wird die troposphaerische Hintergrund-Chemie in ihren wesentlichen Reaktionswegen simuliert. Die allgemeine Windzirkulation mischt stratosphaerisches Ozon in die Troposphaere ein. In der unbelasteten Troposphaere wird dieses Ozon grundsaetzlich photochemisch abgebaut. Das Vorhandensein von Stickoxyden kann aber auf katalytischem Wege im Zuge der Methanoxidation auch zur Produktion von troposphaerischem Ozon fuehren. Das Modell ist in der Lage diese Vorgaenge auf einem 10 Grad mal 10 Grad mal 100 hPa Gitter in 2h-Schritten ueber mehrere Jahre zu simulieren. An der Erweiterung der Modellchemie (auch Wolkenchemie) wird gearbeitet.

Klimaschutz

Mit dem Projekt 'Klimaschutz' wird die Arbeit von Prof. Dr. Peter Hennicke als Sachverstaendigen in der Enquete-Kommission 'Vorsorge zum Schutz der Erdatmosphaere' wissenschaftlich unterstuetzt. Die Unterstuetzung erfolgt prinzipiell auf den zwei Gebieten 'Energie' (Kohlendioxid) und 'Chemie' (v.a. Ozonabbau/FCKW), jeweils durch Beratung, Teilnahme und Vorbereitung von Anhoerungen und durch Erstellung von Positionspapieren bzw. Klein-Gutachten. Diese werden erst im Laufe des Projektes genauer bestimmt.

Chemikalien in der Umwelt

<p> <p>Wir kommen täglich mit Chemikalien wie z.B. Lösungsmitteln, Farben und Lacken, Haushaltchemikalien, Weichmachern und Flammschutzmitteln aus Kunststoffen in Berührung. Die von Chemikalien ausgehenden Gefahren betreffen uns alle. Um die menschliche Gesundheit und die Umwelt vor chemischen Substanzen zu schützen, trat 2007 die europäische Chemikalienverordnung REACH in Kraft.</p> </p><p>Wir kommen täglich mit Chemikalien wie z.B. Lösungsmitteln, Farben und Lacken, Haushaltchemikalien, Weichmachern und Flammschutzmitteln aus Kunststoffen in Berührung. Die von Chemikalien ausgehenden Gefahren betreffen uns alle. Um die menschliche Gesundheit und die Umwelt vor chemischen Substanzen zu schützen, trat 2007 die europäische Chemikalienverordnung REACH in Kraft.</p><p> <p>Die Europäische Union (EU) erfasst mit der Verordnung (EG) 1907/2006 über die Registrierung, Bewertung, Zulassung und Beschränkung von chemischen Stoffen - kurz <a href="https://echa.europa.eu/de/regulations/reach/understanding-reach">REACH-Verordnung</a> genannt - alle Chemikalien, die nicht in speziellen Gesetzen, wie z.B. der Biozid- oder Arzneimittelverordnung, geregelt werden. Unter REACH werden im Rahmen der Registrierung Daten zum Verbleib und zur Wirkung von Chemikalien auf Mensch und Umwelt gefordert. Besonders problematische Chemikalien können für bestimmte Verwendungen verboten oder zulassungspflichtig werden. Hersteller von Chemikalien sind für die sichere Handhabung ihrer Produkte verantwortlich und müssen garantieren, dass diese weder Gesundheit noch Umwelt übermäßig belasten. Chemikalien können bei der Gewinnung, Herstellung, Verarbeitung, in der Nutzungsphase von Produkten, beim Recycling und in der Entsorgungsphase in die Umwelt gelangen. Je nach Verwendungsbedingungen und chemisch-physikalischen Eigenschaften gelangen sie in Umweltmedien wie Luft, Grundwasser, Oberflächengewässer, Klärschlamm, Boden und somit auch in Organismen und ihre Nahrungsketten.&nbsp;</p> <p>Unter REACH werden besonders besorgniserregende Stoffe identifiziert. Diese werden im Englischen „substances of very high concern“ (SVHC) genannt. Dazu gehören zum Beispiel Stoffe, die giftig und langlebig in der Umwelt sind und sich in Organismen anreichern (persistent, bioaccumulative and toxic – <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/pbt">PBT</a>), oder Stoffe, die giftig, persistent und mobil in der Umwelt sind (PMT Stoffe). Ebenfalls gehören Stoffe dazu, die auf das Hormonsystem wirken, die sogenannten Endokrinen Disruptoren. Dadurch kann die Entwicklung und die Fortpflanzung von Lebewesen geschädigt werden. Das Geschlechterverhältnis ganzer Populationen kann sich verändern. So können Vermännlichungen und Verweiblichungen sowie der Verlust der Fortpflanzungsfähigkeit auftreten. Im Folgenden sind beispielhaft Umweltkonzentrationen von einzelnen Stoffen bzw. Stoffgruppen aufgeführt, die das Umweltbundesamt unter REACH als besonders besorgniserregende Stoffe identifiziert hat:</p> <ul> <li>Perfluoroktansäure (<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/pfoa">PFOA</a>) ist ein PBT-<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/stoff">Stoff</a> und mittlerweile ist die Verwendung bis auf wenige Ausnahmen im Rahmen der <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/pop">POP</a>-Konvention international verboten. Die Säure kann als Verunreinigung, Rückstand oder Abbauprodukt in einer Vielzahl von Erzeugnissen vorkommen, die mit Fluorpolymeren, –elastomeren oder mit seitenkettenfluorierten Polymeren ausgerüstet sind, zum Beispiel in Funktions- und Haushaltstextilien, beschichtetem Kochgeschirr und fettabweisendem Papier. Aber auch Feuerlöschschäume können PFOA oder ihre Vorläuferverbindungen enthalten. In der Umwelt ist PFOA so stabil, dass sie früher oder später auch in der Tiefsee und in arktischen Tieren ankommt und dort nachgewiesen wird. Besorgniserregend ist außerdem der Ferntransport der Substanz in entlegene Gebiete über den Luftpfad. Besonders kritisch ist der langfristige Verbleib der krebserregenden, fortpflanzungsgefährdenden und lebertoxischen Substanz im menschlichen Blut (drei bis vier Jahre) und in der Muttermilch, in die sie über die Nahrung, das Trinkwasser oder die Atemluft gelangt.</li> <li>Bestimmte Nonylphenole und Oktylphenole wirken wie das Hormon Östrogen und gehören damit zu den hormonell wirksamen Stoffen in der Umwelt. Beide Stoffgruppen sind in europäischen Oberflächengewässern nachzuweisen. Die in Produkten ebenfalls eingesetzten Ethoxylate der Nonyl- und Oktylphenole werden zudem in Kläranlagen und Gewässern zu den entsprechenden Nonyl- bzw. Oktylphenolen abgebaut und erhöhen dadurch den Umwelteintrag. Die Verwendung von Nonyl- und Oktylphenolethoxylaten ist in der EU zulassungspflichtig, d.h. sie dürfen nur noch verwendet werden, wenn keine Freisetzung in die Umwelt stattfindet oder der gesellschaftliche Nutzen der Verwendung die Risiken übersteigt und es keine Alternativen für diese Verwendungen gibt. Ein Eintragspfad in die Umwelt scheint das Waschen von außerhalb der EU eingeführten Textilien zu sein, die mit Nonylphenolethoxylaten behandelt wurden. Beim Waschen gelangen diese Substanzen über das Abwasser in die Kläranlagen und dann in die Umwelt (siehe Tab. „Konzentrationen von Nonylphenolen und Oktylphenol in Oberflächengewässern in Deutschland“). Eine <a href="https://www.echa.europa.eu/documents/10162/7dcd73a4-e80d-47c5-ba0a-a5f4361bf4b1">Beschränkung</a>, die den Eintrag dieser Stoffe in die Umwelt über importierte Produkte reduzieren soll, wurde von der Europäischen Kommission beschlossen und trat nach einer Übergangsfrist im Februar 2021 in Kraft. Aktuell wird auf europäischer Ebene eine Strategie erarbeitet, wie sich die ganze große Gruppe der Alkylphenole, zu der auch das Nonylphenol und das Oktylphenol gehören, regulieren lässt.</li> </ul> <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/2_tab_konz-nonyl-oktylphenol_ofg_2017-05-29.png"> </a> <strong> Tab: Konzentrationen von Nonylphenolen und Oktylphenol in Oberflächengewässern in Deutschland </strong> Quelle: Umweltbundesamt Downloads: <ul> <li><a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/2_tab_konz-nonyl-oktylphenol_ofg_2017-05-29.pdf">Tabelle als PDF zur vergrößerten Darstellung (47,35 kB)</a></li> <li><a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/2_tab_konz-nonyl-oktylphenol_ofg_2017-05-29.xlsx">Tabelle als Excel (229,84 kB)</a></li> </ul> </p><p> Prüfen der Umweltwirkung von Chemikalien <p>Das Umweltbundesamt (<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/uba">UBA</a>) bewertet bei der gesetzlichen Stoffprüfung von Chemikalien, wie diese Stoffe auf die Umwelt wirken. Das UBA führt dabei in der Regel keine eigenen Untersuchungen durch. Es prüft die von Antragstellern eingereichten Daten, sowie die wissenschaftliche Literatur zu Umweltwirkungen und bewertet dann die Risiken für die Umwelt. Bestimmte Chemikalienwirkungen wie zum Beispiel Einflüsse auf die Ozonschicht und auf das <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/klima">Klima</a> werden in gesonderten gesetzlichen Regelungen behandelt.</p> <p>Die jeweiligen gesetzlichen Stoffregelungen geben vor, welche Informationen und Testergebnisse Unternehmen, die eine Chemikalie oder ein Präparat auf den Markt bringen wollen, für eine Umweltprüfung vorlegen müssen (siehe Tab. „Überblick zu den Testanforderungen in den Stoffregelungen – <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/reach">REACH</a>-Chemikalien“). Im Rahmen des noch laufenden „REACH-Review“ Prozesses ist geplant, in Zukunft neue Tests und Endpunkte in den Standartdatensätzen, die bei der Markteinführung vorgelegt werden müssen, zu ergänzen. Damit sind dann z.B. Daten zu der endokrinen Wirkweise von Chemikalien von Anfang an verpflichtend und erlauben den Behörden eine effizientere Bewertung von Substanzen hinsichtlich dieses Gefahrenpotenzials.</p> <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/3_tab_ueberblick-testanford-reach_2019-03-18.png"> </a> <strong> Tab: Überblick zu den Testanforderungen in den Stoffregelungen: REACH-Chemikalien </strong> Quelle: Umweltbundesamt Downloads: <ul> <li><a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/3_tab_ueberblick-testanford-reach_2019-03-18.pdf">Tabelle als PDF zur vergrößerten Darstellung (62,50 kB)</a></li> <li><a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/3_tab_ueberblick-testanford-reach_2019-03-18.xlsx">Tabelle als Excel (231,89 kB)</a></li> </ul> </p><p> Öffentlich zugängliche Daten zu Chemikalienwirkungen <p>Daten zu Wirkungen von Chemikalien sind über verschiedene Datenbanken zugänglich.&nbsp;</p> <ul> <li>Das Informationssystem Chemikalien des Bundes und der Länder (<a href="https://recherche.chemikalieninfo.de/">ChemInfo</a>) enthält neben Daten zur Wirkung von Chemikalien auch weitere Informationen zu physikalisch-chemischen Eigenschaften sowie darüber, wie ihre Verwendung gesetzlich geregelt ist.</li> <li>Die Europäische Chemikalienagentur ECHA hält auf ihrer Website Informationen zu jenen Chemikalien bereit, die Unternehmen nach den Vorgaben der europäischen Verordnung zur Registrierung, Bewertung, Zulassung und Beschränkung von chemischen Stoffen (<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/reach">REACH</a>) registriert haben (Stoffeigenschaften, Wirkungen).</li> <li>Das Informationssystem Ökotoxikologie und Umweltqualitätsziele (<a href="https://recherche.chemikalieninfo.de/etox">ChemInfo ETOX</a>) des Umweltbundesamtes informiert Bürgerinnen und Bürger über ökotoxikologische Eigenschaften von Chemikalien sowie über Umweltqualitätsziele für Gewässer.</li> <li>Das Informationssystem Rigoletto des Umweltbundesamtes informiert Bürgerinnen und Bürger über die Einstufung einer Chemikalie in eine Wassergefährdungsklasse.</li> <li>Über das eChem-Portal der Organisation für wirtschaftliche Entwicklung und Zusammenarbeit (<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/oecd">OECD</a>) hat die Öffentlichkeit Zugriff auf internationale Datenbanken zu Chemikalienwirkungen.</li> <li>Auf der Internetseite der Europäischen Kommission kann jedermann die Bewertungsberichte für biozide Wirkstoffe einsehen, welche in die Unionsliste der genehmigten Wirkstoffe aufgenommen wurden.</li> </ul> </p><p> Chemikalien in der Europäischen Union <p>Wie viele verschiedene Chemikalien verwendet werden, ist nicht bekannt. Im Einstufungs- und Kennzeichnungsverzeichnis (Classification Labeling &amp; Packaging-Verordnung) der Europäischen Chemikalienagentur (ECHA) sind (Stand 07.08.2024) 259.538 Stoffe verzeichnet. Dazu kommen noch Stoffe für die keine Meldepflicht ins Verzeichnis besteht (insbesondere nicht nach <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/reach">REACH</a> registrierungspflichtige Stoffe soweit diese nicht als gefährlich im Sinne der <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/clp">CLP</a>-VO einzustufen sind).</p> <p>Bis zum Jahr 2018 mussten Chemikalienhersteller und -importeure schrittweise fast all jene Chemikalien registrieren, von denen sie innerhalb der Europäischen Union (EU) mehr als eine Tonne jährlich herstellen oder in die EU einführen. Bis zum 31.07.2024 wurden 22.773 verschiedene Stoffe bei der ECHA in Helsinki registriert bzw. gelten als registriert. Deutsche Unternehmen haben davon 11.786 Stoffe (mit-)registriert (ECHA Registrierungsstatistik).</p> </p><p> </p><p>Informationen für...</p>

Bestimmung von sehr geringen Konzentrationen an HCl in Troposphaere und Stratosphaere

Aus Untersuchungen einer amerikanischen Arbeitsgruppe geht hervor, dass Fluorchlorkohlenwasserstoffe die die Erde umgebende Ozonschicht abbauen. Ueber das Mass dieses Abbaus lassen sich keine exakten Angaben machen, da zu viele Konzentrationen beteiligter Reaktanden und Gleichgewichts bzw. Geschwindigkeitskonstanten nur ungenuegend bekannt sind. Eine sehr grosse Bedeutung kommt bei den Berechnungen der HCl-Konzentration in der Troposphaere und Stratospaere zu. Das analytische Problem HCl-Konzentrationen, die kleiner als 0,01 ppbv sind, in der Troposphaere zu bestimmen, laesst sich nur durch neue Methoden loesen. Zur Zeit sind wir deshalb mit der Ausarbeitung von zwei Methoden beschaeftigt. Bei der ersten Methode wird zunaechst traegerfreies CrO3 durch Kernreaktionen hergestellt. Anschliessend erfolgt mit dem zu bestimmenden HCl eine Umsetzung und das gebildete CrO2Cl2 wird verfluechtigt und durch Bestimmung der Aktivitaet eine HCl-Bestimmung durchgefuehrt. Bei dem zweiten Verfahren wird die Selektivitaet eines EC-Detektors fuer bestimmte Substanzen ausgenutzt. HCl wird entweder mit halogenierten Epoxiden umgesetzt oder perfluorierte organische Verbindungen werden gespalten. Die entstehenden Verbindungen werden gaschromatographisch abgetrennt und mit hoher Nachweisempfindlichkeit mit einem EC-Detektor nachgewiesen.

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