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Analyse von polycyclischen aromatischen Kohlenwasserstoffen und Organochlorverbindungen in Flugasche

Analysen polycyclischer aromatischer Kohlenwasserstoffe, Organochlorverbindungen von Flugaschen kalorischer Kraftwerke und Verbrennungsanlagen.

Regionale Auswirkungen der Schiffsemissionen in Megaports im Yangtse Delta, China und in Nordeuropa auf die Luftqualität

Schiffsemissionen gehören zu den wichtigsten Quellen von Luftschadstoffen in Hafenstädten und daran angrenzenden Küstenregionen. Um den daraus resultierenden Gesundheitsgefahren und Umweltbelastungen entgegenzuwirken, werden in nationalen und internationalen Gremien sowie in Politik und Behörden Maßnahmen zur Emissionsminderung diskutiert. Hierzu gehören neuartige Schiffstreibstoffe (wie Flüssiggas, LNG), Abgasreinigungstechnologien (wie Katalysatoren) und Landstromanlagen. Um den anstehenden Entscheidungen eine solide Grundlage zu bieten, wird dringend mehr Forschung über den Einfluss von Schiffsemissionen auf die lokale Umwelt - abhängig von der jeweiligen chemischen Zusammensetzung der Atmosphäre sowie der geographischen und klimatischen Situation des betroffenen Ortes - benötigt. Ein geeigneter Forschungsansatz umfasst die Bestimmung von Emissionsfaktoren unter Außenbedingungen, die Messung der chemischen Zusammensetzung von Schiffsabgasfahnen im Nahbereich der Schornsteine, die Ermittlung und Bereitstellung lokaler Schiffsemissionsinventare, sowie die Verbesserung und Anwendung von Chemietransportmodellen für Hafengebiete. Infolgedessen hat ShipCHEM folgende Ziele formuliert: (1) Durchführung von Emissionsmessungen auf repräsentativen Schiffen in Megaports des Yangtse-River-Deltas in China (Shanghai und Ningbo-Zhoushan) inklusive der Bestimmung von gasförmigen und partikelgebundenen Komponenten. Die Auswertung der Messungen wird verbesserte Datensätze lastabhängiger Emissionsfunktionen und Emissionsfaktoren für alle relevanten Schadstoffe liefern. Die Ergebnisse werden im Kontext vorhandener Emissionsfaktoren aus der Literatur und verfügbarer Beobachtungsdaten aus den europäischen Megaports Hamburg und Rotterdam interpretiert. (2) Erstellung eines hochaufgelösten, direkt in Chemietransport-Modellsystemen verwendbaren Schiffsemissionsinventars, basierend auf Schiffsaktivitätsdaten mit allen relevanten Schadstoffen. (3) Verbesserung der Ausbreitungs- und Chemiemodelle für Abgasfahnen von Schiffen durch Auswertung und Vergleich von Modellergebnissen mit Beobachtungsdaten in Hafengebieten. (4) Bestimmung des Einflusses der Schifffahrt auf die Luftqualität in Megaport-Regionen auf unterschiedlichen räumlichen Skalen durch Anwendung regionaler (COSMO-CLM/CMAQ) und darin genesteter urbaner Modellsysteme (CityChem). (5) Analyse der Unterschiede und Gemeinsamkeiten zwischen den Häfen in Shanghai und Hamburg in Bezug auf die Rolle der Häfen für die jeweilige Luftqualität in der Stadt und deren Umgebung. Dies beinhaltet die Bewertung neuer Emissionsstandards in beiden Häfen, die es ermöglicht den Erfolg verschiedener Emissionsminderungsmaßnahmen zu beurteilen.

FAME - Kraftstoff- und Sauerstoffmanagement zur Emissionsreduzierung, Vorhaben: Schadstoffarme Verbrennungsführung bei Sauerstoffabsenkung in der Ladeluft

Partizipation in der Hochwasserschutzplanung im Rheineinzugsgebiet - eine vergleichende Analyse der Bedeutung von Partizipation als Konfliktlösungsinstrument in der Hochwasserschutzpolitik

'Den Flüssen mehr Raum geben' - diese Formel ist besonders nach Hochwasserereignissen allgegenwärtig und scheint gesellschaftlich Akzeptanz zu finden. Dennoch kommt es auf der lokalen Ebene zu Konflikten, wenn konkrete Flächen für die Hochwasserrückhaltung bereitgestellt werden sollen. Die Beteiligung lokaler Akteure kann dabei als ein mögliches Instrument der Konfliktlösung dienen. Um herauszufinden, wo genau die Potenziale und Grenzen von Partizipation bei der Planung von Hochwasserrückhalteräumen liegen, führt das Institut für Forst- und Umweltpolitik Fallstudien am Rhein durch (Baden-Württemberg: Kulturwehr Breisach, Rheinland-Pfalz: Ingelheim, Hessen: Trebur, Nordrhein-Westfalen: Köln-Porz-Langel/Niederkassel). Dabei wird beispielsweise untersucht, welche Faktoren die Intensität des Konfliktes zwischen betroffenen Gemeinden und Planungsträgern beeinflussen. Mit Hilfe von Methoden der qualitativen Sozialforschung (Dokumentenanalyse, problemzentrierte Experteninterviews, teilnehmende Beobachtung, Fokusgruppendiskussion) werden Konfliktlösungsinstrumente und Erfolgsfaktoren identifiziert. Innerhalb der Experteninterviews werden Vertreter verschiedener, in den Planungsprozess involvierter Institutionen und Interessengruppen befragt. Dadurch kann die Thematik aus unterschiedlichen, teilweise konträren Perspektiven heraus betrachtet werden. Ziel der Studie ist die Aufbereitung der Ergebnisse in Form eines praxisorientierten Leitfadens für die Öffentlichkeitsarbeit von Verwaltungen. Mit dieser Arbeit ist das Institut für Forst- und Umweltpolitik in das Forschungsprojekt FOWARA eingebunden.

Untersuchung der Ausbreitung von Luftverunreinigungen unter Einbeziehung von Gelaendeformen

Die Einbeziehung von Gelaendeformen in die Ausbreitungsrechnung erfordert die Simulation der mesoskaligen Felder des Windes und der turbulenten Fluesse. Zu diesem Zweck wurden zwei zeitabhaengige meteorologische Modelle entwickelt: Ein grobmaschiges Dreischichtenmodell fuer regionale Simulationen in Mittelgebirgen und ein dreidimensionales Modell fuer feinmaschige Detailuntersuchungen. Die Transportgleichung fuer inerte Luftbeimengungen wird in beiden Modellen zusammen mit den meteorologischen Gleichungen geloest. Um die numerisch bedingten Ungenauigkeiten zu verhindern, wurden verschiedene Differenzenschemata getestet. Alternativ dazu wurde ein Partikelausbreitungsmodell zur Simulation einzelner Rauchfahnen bereitgestellt. Die Modelle wurden auf ausgewaehlte Faelle mit realer Topographie angewandt. Ein exemplarischer Vergleich der Rechenergebnisse mit Messungen zeigt, dass die Modelle den Anforderungen der Ausbreitungsrechnung ueber komplexem Gelaende durchaus gerecht werden.

Wissenschaftliche Bewertung verschiedener Kombinationen von Ausbreitungsparametersaetzen und Rauchfahnenueberhoehungsgleichungen

Die Schwerpunkte der in diesem Vorhaben durchgefuehrten Arbeiten liegen in einer kritischen Analyse des Rauchfahnenueberhoehungsansatzes Briggs/TNO (Entwuerfe TA Luft 10.9.1981 und 8.6.1982) und verschiedener Entwuerfe der Richtlinie VDI 3782 Blatt 3 'Berechnung der Abgasfahnenueberhoehung'. Ferner wird der Ausbreitungsparametersatz des Kerforschungszentrums Karlsruhe fuer 180 m Emissionshoehe hinsichtlich seiner Eignung fuer die Zwecke der TA Luft untersucht.

Transportvorgaenge bei Grossemittenten und deren Auswirkungen auf den interregionalen Transport

Bei Grossemittenten erfolgt die Ausbreitung von Schadgasen aufgrund ihres thermischen Auftriebs in einer Hoehe von Groessenordnungsmaessig 1000 m. Es ist zu erwarten, dass derartige Emittenten einen betraechtlichen Beitrag zum interregionalen Transport von Luftverunreinigungen liefern. Praktische Erfahrungen ueber die Berechnung der Ausbreitung von Schadgasen liegen bislang nur fuer Schornsteinbauhoehen bis zu max. 250 m vor; das entspricht einer Ausbreitungshoehe von etwa 500-700 m. Fuer Hoehen von ca. 1000 m fehlen hingegen weitgehend die meteorologischen Grundlagen zur Beschreibung der Ausbreitung von Luftverunreinigungen. Im Rahmen dieses Vorhabens sollen diese meteorologischen Grundlagen sowie Rechenverfahren zur Beschreibung der Ausbreitung in diesen Hoehen bereitgestellt werden. Der Einwirkungsbereich von Anlagen dieser Groessenordnung ist zu untersuchen.

Lidar-Messungen zur Bestimmung der Rauchfahnenueberhoehung

Ermittlung realistischer Daten der Rauchfahnenueberhoehung zwecks Verfeinerung des Inputs fuer Ausbreitungsmodelle. Anwendung einer fahrbaren Lidar-Einrichtung.

Untersuchung der innovativen Einzelkomponenten des Modellkraftwerks Voelklingen - Wirbelschichtfeuerung und Heissluftgasturbine - und deren gegenseitige Beeinflussung^Prozesstechnische Untersuchungen an dem ersten Kombi-Kraftwerk auf Kohlebasis - Modellkraftwerk Voelklingen, Emissions- und Ausbreitungsmessungen am neuartigen Rauchgas-Kuehlluftableitungssystem des Modellkraftwerks Voelklingen

Emissions- und Ausbreitungsmessungen am neuartigen Rauchgas-/Kuehlluftableitungssystem des MKV hinsichtlich - Durchmischung der gereinigten Rauchgase mit der Kuehlturmabluft - Mengenverhaeltnisse - gereinigtes Rauchgas/Kuehlturmabluft - Schwadenzustaende in Abhaengigkeit von verschiedenen Parametern - Querempfindlichkeit - Ausbreitung des sichtbaren Schwadens - Schallemission - thermisches Verhalten des Schwadens. Weiterhin werden Untersuchungen bezueglich Einwirkung von Schadstoffen auf Beton und Beschichtung des Kuehlturms durchgefuehrt.

Wissenschaftliche Bewertung verschiedener Ausbreitungsparametersaetze und deren Auswirkungen auf die Kenngroessen der Zusatzbelastung

Im Interesse einer Standardisierung der Immissionsprognose ist es notwendig verschiedene Kombinationsmoeglichkeiten von Ausbreitungsparametersaetzen und Rauchfahnenueberhoehungsformeln zu testen, mit dem Ziel einer wissenschaftlichen Wertung des Einflusses dieser Parameter auf die Ergebnisse der Kenngroessen der Zusatzbelastungen.

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