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s/polyaromatische-kohlenwasserstoffe/Polyaromatische Kohlenwasserstoffe/gi

Polyzyklische Aromaten in Luftstaeuben und Emissionen; Profile, das Problem der Herkunftsbestimmung und die Rolle der Analytik

Ziel der Studie war, die vorgeschlagenen Moeglichkeiten zur Bestimmung der Quellen polyzyklischer Aromaten zu ueberpruefen. Diskutiert werden: die Mengenverhaeltnisse von Benzo(a)pyren zu Benzo(ghi)perylen und zu Coronen, das Vorkommen einzelner Verbindungen, die Profile schwefelhaltiger Di- und Polyzyklen, die vollstaendigen Profile, die Intensitaeten homologer Polyzyklenserien. Das Ergebnis ist, dass keine dieser Ueberlegungen zur Herkunftsbestimmung polyzyklischer Aromaten nuetzlich ist. Es wird erwogen, ob manche Vorschlaege einfach durch die unzureichende Analytik veranlasst wurden. In diesem Zusammenhang werden wichtige Analysenverfahren und damit erhaltene Ergebnisse diskutiert. Fuer Zimmeroefen mit Leistungen bis zu 9 kW wird folgende Abschaetzung gegeben: Die gesamten Polyzyklenemissionen von Gasofen, Oelofen und Kohleofen verhalten sich naeherungsweise wie 0,001:1:100. Bei solchen Verhaeltnissen wird schon die Unterscheidung zwischen den Beitraegen von Feuerungen schwierig, da bei einem geringen Anteil von Kohleheizungen deren Emissionen ueberwiegen. Mit der Hochaufloesungs-Niedervolt-Massenspektrometrie wurden bisher in verschiedenartigen Umweltproben stets sehr viele Verbindungstypen nachgewiesen. Diese Vielfalt und damit die analytische Problematik werden durch neuartige graphische Profile veranschaulicht. Wegen der Schwierigkeiten der exakten Strukturbestimmung von Polyzyklen in Umweltproben wird erneut die Frage gestellt, ob es sinnvoll ist, am Grundsatz der Analyse einzelner Verbindungen festzuhalten.

Vorkommen polycyclischer Aromaten in Regen-, Sickerwasser und Weizenproben

Das Vorkommen der polycyclischen Aromaten in der Umgebung des Menschen und in der Nahrung wurde zum Anlass genommen, eine orientierende Bilanzierung dieser Substanzen aufgrund quantitativer Bestimmungen aufzustellen. Ziel der Arbeit ist es, einen Analysengang zu entwickeln, der eine weitgehende quantitative Erfassung der polycyclischen aromatischen Kohlenwasserstoffe in fast allen Medien gestattet. Die im Zeitraum von 20.3.1971 bis 14.10.1971 in Giessen gefallenen Niederschlaege wurden als Regenwasser gesammelt und der Gehalt an BP und BFA bestimmt. Jede Probe enthielt BP und BFA. Die hoechsten Werte fanden sich in den Monaten Maerz und Oktober mit 0,24 Myg bzw. 0,3 Myg BP/l und 2,9 Myg bzw. 3,1 Myg BFA/l. Die niedrigsten Werte (September) betragen 0,01 BP/l und 0,3 Myg BFA/l. Bei Bezug auf den Jahresdurchschnitt der Regenmenge von 619,2 l/qm ergibt sich eine auf das Jahr bezogene Kontamination mit 0,968 mg BP/qm und 10,836 mg BFA/qm. Der Gehalt des Regenwassers an BFA betraegt das 10-fache des BPs. Aehnliche Korrelationen fuer BP und BFA lassen sich auch fuer Sickerwasserproben, die von verschiedenen Boeden in einer Tiefe von 3-4 m gewonnen wurden, feststellen. In 1 l Sickerwasser finden sich 0,01-0,03 Myg BP und 0,08-0,6 Myg BFA. Diese Befunde weisen auf die grosse Diffusion der polycyclischen Aromaten in tiefe Bodenschichten, so dass die Kontamination des Trinkwassers ihre Erklaerung findet.

Partikelabscheider mit Filterpackungen aus texturierten Garnen zur Abgasreinigung an Stückholzfeuerungen, Teilvorhaben 1: Verfahrenstechnische Auslegung und analytische Bewertung des Filtermediums, experimentelle Untersuchungen

Das Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung eines hocheffizienten speichernden Abscheiders für die Reduktion partikulärer Emissionen aus dem Abgas von handbeschickten Stückholzfeuerungen, insbesondere von Einzelraumfeuerungen (ERF). Der Abscheider setzt dabei auf die Mechanismen der mechanischen Filtration. Die größtenteils ultrafeinen Partikel und die an ihnen anhaftenden, organischen Substanzen, wie polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe, werden innerhalb eines offenporigen, faserigen Filtermediums sicher abgeschieden und sequestriert. Dadurch werden die toxikologisch relevanten Partikel der Umwelt unwiderruflich entzogen. Das offenporige Filtermedium bildet den innovativen Kern des Abscheiders. Texturierte Garne werden zu strukturierten Filterpackungen und diese zum innovativen Filtermedium zusammengesetzt. Der Ansatz verspricht im Vergleich zu konventionellen Speicherfiltern aus Wirrfaservliesen eine hohe Speicherkapazität bei gleichzeitig hoher Abscheidewirkung. Der Abscheider ist zunächst als Dachaufsatz konzipiert. In Betrieb wird das Abgas mittels eines Lüfters mit geringer Leistung aktiv durch das Filtermedium geleitet und gereinigt. Der Abscheidegrad beträgt bis zu 90 %. Damit werden die Grenzwerte des Blauen Engels für emissionsarme Kaminöfen sicher eingehalten, sowohl in Bezug auf die Partikelmasse (15 mg/m3), als auch hinsichtlich der Partikelanzahl (5·10^6 Partikel/cm3). Die Speicherung der Partikel stellt im Vergleich zu aktuell marktverfügbaren Abscheidern für ERF das Alleinstellungsmerkmal der Entwicklung dar. Ziel ist es, eine Standzeit von bis zu 500 Holzauflagen zu erreichen. Der Nachweis der Funktionsfähigkeit des Konzeptes wurde im Technikumsmaßstab erbracht (TRL 3). Im beantragten Vorhaben soll das Verfahren mit Partnern aus den Bereichen Textil- und Feuerungstechnik optimiert und der Abscheider bis zum Entwicklungsstand TRL 6 weiterentwickelt werden. Das Projekt schließt mit der Demonstration des Abscheiders in einem Praxistest.

Langjährige Entwicklung der Luftqualität - Berliner Luftgütemessnetz - Standorte und Messdaten (Umweltatlas)

Darstellung aller Stationen und Messwerte der BLUME-, RUBIS- und Passivsammler-Messnetze seit 1975 sowie ausgewählter langjährig betriebener Berliner Klimastationen

PM10-Ursachenanalyse (PM-Ost)

Detaillierte Ursachenanalyse von PM 10 -Feinstaub-Immissionen in den Ländern Brandenburg, Berlin, Sachsen und Mecklenburg-Vorpommern durch gravimetrische Messungen, chemische Analytik und Rezeptor­modellierung zur Bestimmung des Beitrags der grenzüberschreitenden Luftverunreinigung Das Vorhaben wurde gemeinsam von den Bundesländern Berlin (Federführung), Brandenburg, Sachsen und Mecklenburg-Vorpommern durchgeführt. Das Umweltbundesamt wirkte im Projektbeirat mit. Gegenstand des Projektes war die Auswertung von Feinstaub-PM 10 -Messungen zur Identifizierung des Anteils verschiedener Quellen an der Feinstaubbelastung. Genutzt wurden sowohl Analysen der PM 10 -Inhaltsstoffe als auch Rezeptormodellierungen. Die Besonderheit des Vorhabens lag darin, dass einheitliche Daten für ein bundesländerübergreifendes Teilgebiet der Bundesrepublik Deutschland erhoben und nach einheitlichen Kriterien ausgewertet wurden. Es wurden Proben aus dem Zeitraum 01.09.2016 bis 31.03.2017 analysiert. Juni 2016 – November 2017 Im Projekt PM OST wurde eine detaillierte Ursachenanalyse von Feinstaub-PM 10 für ausgewählte Messstationen der Länder Brandenburg, Berlin, Sachsen, Mecklenburg-Vorpommern und des Umweltbundesamtes (UBA) erstellt. Der Fokus lag hierbei auf Episoden mit östlicher Anströmung der Luftmassen, die im ostdeutschen Raum regelmäßig zu erhöhten PM 10 -Konzentrationen führen. Dies wird häufig auf grenzüberschreitenden Eintrag vorbelasteter Luftmassen aus östlichen Nachbarländern zurückgeführt. Als Grundlage des Projekts diente ein Datensatz, der für 10 Messstationen im Untersuchungsgebiet und für den Zeitraum September 2016 bis März 2017 Tageswerte der PM 10 -Massekonzentration sowie der Inhaltsstoffe anorganische Ionen und Kohlenstoffsummenparameter (OC/EC) enthielt. Darüber hinaus wurden an 80 ausgewählten Sondermesstagen polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe (PAK), Levoglucosan als Marker für Holzfeuerung, sowie teilweise (in Berlin) verschiedene Metalle analysiert. Bei der Auswahl der Sondermesstage wurden vor allem Tage und Episoden mit hohen PM 10 -Massekonzentrationen berücksichtigt, allerdings als Kontrast auch einige Tage mit mittleren und niedrigen Konzentrationen eingeschlossen. Die Daten zeigen einen typischen abfallenden Konzentrationsgradienten von den Verkehrsstationen Berlin – Frankfurter Allee und Potsdam – Zeppelinstraße über die städtischen Hintergrundstationen Berlin – Nansenstraße und Cottbus hin zu den Stationen im ländlichen Hintergrund. Im Ergebnis zeigte sich, dass zusätzliches antransportiertes PM 10 aus östlicher Richtung je nach meteorologischen Randbedingungen im Mittel über 6 ländliche Hintergrundstationen 0-30 µg/m 3 , an einzelnen Stationen sogar bis zu 50 µg/m 3 ausmachte. Für meteorologische Bedingungen, die hohe PM10-Massekonzentrationen von über 30 µg/m 3 zur Folge haben, hatte dieses “Inkrement Ost” im Mittel einen Anteil von 50% an der Gesamtkonzentration. Für Bedingungen mit mittleren Konzentrationen zwischen 20 und 30 µg/m 3 erklärte es 20% und in Situationen mit geringen PM10-Massekonzentrationen unter 20 µg/m 3 war der grenzüberschreitende Eintrag vernachlässigbar. Für die städtische Verkehrsstation Frankfurter Allee in Berlin ergab sich für Episoden mit östlicher Anströmung und hoher lokaler PM 10 -Belastung folgende grobe Quellaufteilung: Verkehr: 15 – 20% Städtischer Hintergrund: 10 – 15% Ländlicher Hintergrund: 35% Ferneintrag: 35% Die Quellen des importierten PM 10 -Anteils lagen in primären Emissionen der Holz- und Kohleverbrennung, sowie sekundär gebildetem Ammoniumsulfat und organischem Material, das sich während des Transportes der Luftmassen vermutlich überwiegend aus den gasförmigen Verbrennungsemissionen SO 2 und VOCs gebildet hatte. Die Zunahme des “Inkrementes Ost” mit abnehmender Temperatur ließ Emissionen aus Hausbrand bzw. Anlagen zur Gebäudeheizung als wahrscheinlicher erscheinen als Emissionen des Industrie- oder Energiesektors. Darüber hinaus deuteten die Auswertungen auf Quellregionen eher im etwas weiter entfernteren östlichen Mitteleuropa und Südosteuropa als in den direkt angrenzenden Regionen der Nachbarländer hin, wobei diese auf Rückwärtstrajektorien beruhenden Ergebnisse mit hohen Unsicherheiten behaftet sind. Zur genaueren Beurteilung der Quellregionen erscheinen weitere Untersuchungen als zwingend notwendig.

Umweltprobenbank des Bundes (German Environmental Specimen Bank)

Die Umweltprobenbank des Bundes (UPB) mit ihren Bereichen Bank für Umweltproben und Bank für Humanproben ist eine Daueraufgabe des Bundes unter der Gesamtverantwortung des Bundesumweltministeriums sowie der administrativen und fachlichen Koordinierung des Umweltbundesamtes. Es werden für die Bank für Umweltproben regelmäßig Tier- und Pflanzenproben aus repräsentativen Ökosystemen (marin, limnisch und terrestrisch) Deutschlands und darüber hinaus für die Bank für Humanproben im Rahmen einer Echtzeitanalyse Blut-, Urin-, Speichel- und Haarproben studentischer Kollektive gewonnen. Vor ihrer Einlagerung werden die Proben auf eine Vielzahl an umweltrelevanten Stoffen und Verbindungen (z.B. Schwermetalle, CKW und PAH) analysiert. Der eigentliche Wert der Umweltprobenbank besteht jedoch in der Archivierung der Proben. Sie werden chemisch veränderungsfrei (über Flüssigstickstoff) gelagert und somit können auch rückblickend Stoffe untersucht werden, die zum Zeitpunkt ihrer Einwirkung noch nicht bekannt oder analysierbar waren oder für nicht bedeutsam gehalten wurden. Alle im Betrieb der Umweltprobenbank anfallenden Daten und Informationen werden mit einem Datenbankmanagementsystem verwaltet und aufbereitet. Hierbei handelt es sich insbesondere um die biometrischen und analytischen Daten, das Schlüsselsystem der UPB, die Probenahmepläne, die Standardarbeitsanweisungen (SOP) zu Probenahme, Transport, Aufbereitung, Lagerung und Analytik und die Lagerbestandsdaten. Mit einem Geo-Informationssystem werden die Karten der Probenahmegebiete erstellt, mit denen perspektivisch eine Verknüpfung der analytischen Ergebnisse mit den biometrischen Daten sowie weiteren geoökologischen Daten (z.B. Daten der Flächennutzung, der Bodenökologie, der Klimatologie) erfolgen soll. Ausführliche Informationen und eine umfassende Datenrecherche sind unter www.umweltprobenbank.de abrufbar.

Die oberflaechliche Kontamination von Koernerfruechten bei direkter Trocknung mit Propangas und Heizoel EL (Fe, Mn, Cu, Zn, Mo, Cr, Ni, Se, Cd, Pb, As, Hg, S, F, NO2, NO3)

Nachweis aller im Rauchgas/Luftgemisch von Fluessiggas- und Leichtoelbrennern auftretenden Stoffe (Pb, F, CrIII, CrVI, Zn, Se, Ni, As, Hg, Cd, Mo, Sn, Cu, SO2, Hf, NOx, polycyklische Aromate) bei Variation von Luftmenge, Gas- bzw. Oelmenge und Brennereinstellung. Ermittlung der Ablagerungen aus diesem Rauchgas/Luftgemisch auf Koernerschuettungen in Satz- und Durchlauftrocknern.

Aufnahme von Fremdchemikalien durch verschiedene Pflanzen, die auf Boeden mit Kompost wachsen. Nachweis von Fremdchemikalien in pflanzlichen und tierischen Nahrungsmitteln sowie im Carcinomgewebe des Menschen

In bereits gewonnenen Ergebnissen stellten wir fest, dass Pflanzen Fremdchemikalien in unterschiedlicher Konzentration in den oberirdischen und unterirdischen Teilen anreichern. Den Boeden wurden unterschiedliche Mengen von Kompost beigegeben, dessen Schadstoffgehalt vorher untersucht worden war. In den Pflanzen wurden Blei, Cadmium, Chrom und polycyclische Aromaten bestimmt. Es soll geklaert werden, welche Beziehung zwischen dem Schadstoffgehalt der mit Kompost behandelten Boeden und den auf solchen Boeden gezogenen Pflanzen bestehen. 1. Weine aus Weinbaugebieten, in denen seit Jahren industriell hergestellter Kompost als 'Bodenverbesserungsmittel' (100 t/ha) Anwendung fanden sich PAK von 0,1-05 ug 3,4-Benzpyren/1,1,0-3, oug 3,4-Benzinfluoranthen/1 und 1,36-3,21 mg Blei/l Wein. (Grenzwert fuer Blei im Wein: 0,3 mg Blei/l). 2. Nahrungspflanzen (Moehren, Sommergerste, Sommerweizen, Mais, Kartoffeln und Dill), die auf drei unterschiedlich alten Parzellen einer Muelldeponie mit verschiedenen Abdeckschichten gezogen worden waren sowie auf einem Kontrollbeet. Nachgewiesen wurden in Abdeckschicht, Muellschicht und Boden und in den Pflanzen PAK sowie Cd, Cr und Pb. Die Abdeckschichten unterschieden sich in Sickerwasserberegnung und Bodenbehandlung. Auffallend waren bei diesem Feldversuch eine Reduzierung des Massenertrages und Laengenwachstums sowie eine Instabilitaet der Pflanzen.

Einfluß von Kolloiden und Partikeln auf den medienübergreifenden Transport von Schadstoffen im Untergrund

Partikel in den Größen von wenigen Mikrometern bis in den makromolekularen Bereich kommen in allen natürlichen (Grund-)Wässern vor. Durch ihre Beweglichkeit können sie die Mobilität solcher partikelgebundener Substanzen entscheidend erhöhen, die in wässrigen Lösungen sonst schwer- oder unlöslich sind (v.a. Schwermetalle und PAK). Da Partikel und Kolloide sensibel auf Milieuveränderungen reagieren, untersucht diese Arbeit die Auswirkungen, die die Entnahme von Wasserproben aus dem Aquifer und der anschließende Umgang mit den Proben auf den Partikelinhalt hat. Ziel ist die Entwicklung eines praxistaun aber noch relativ schonenden Verfahrens, das anschließend an Grundwässern aus verschiedensten Lithologien erprobt werden soll. Vor allem im Hinblick auf Schadstoffmobilitäten ist es nötig, zukünftige Partikelbewegungen unter geänderten Rahmenbedingungen einschätzen glichezu können. Dafür sollen Faktoren, die Partikelvorkommen und -bewegung im Untergrund steuern, identifiziert werden. Dies soll zukünftig eine Simulation der Partikelbewegung im Untergrund ermöglichen.

Umweltprobenbank des Bundes - Bank fuer Umweltproben

In der Bank fuer Umweltproben, einem Bestandteil der Umweltprobenbank des Bundes, werden oekologisch repraesentative Umweltproben (hauptsaechlich Pflanzen- und Tierproben) gesammelt, auf umweltrelevante Stoffe analysiert und eingelagert. Die Langzeitlagerung erfolgt unter Bedingungen, die einen Verlust chemischer Informationen in den Proben ueber einen Zeitraum von mehreren Jahrzehnten weitestgehend ausschliessen. Die Umweltprobenbank stellt einen wichtigen Baustein der oekologischen Umweltbeobachtung dar. Sie dient auch der oekologischen Beweissicherung und haelt fuer unvorhersehbare Fragestellungen Proben fuer den analytischen Rueckgriff bereit. Die Zwischenergebnisse sind aus den Jahresberichten der Umweltprobenbank entnehmbar.

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