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Reaktion und Transport in einzelnen pyrolysierenden Holzpartikeln - Modellierung und experimentelle Validierung mit in situ-Messungen

Das Projekt "Reaktion und Transport in einzelnen pyrolysierenden Holzpartikeln - Modellierung und experimentelle Validierung mit in situ-Messungen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Berlin, Institut für Energietechnik, Fachgebiet Energieverfahrenstechnik und Umwandlungstechniken regenerativer Energien durchgeführt. Experimental investigation on the pyrolysis behavior of thermally thick wood particles, with focus on condensable volatiles evolution. Gain further knowledge about the pyrolysis mechanism, more specifically on the secondary reactions taking place as result of solid-vapor interactions. Development of a mathematical model to describe the pyrolysis process in a single particle, including all the relevant transport phenomena as well as primary and secondary reactions of tar, investigated experimentally.

Projekt PMinter - Durchführung von Staubanalysen in Maribor und Vrbanski Plato sowie Messung von gasförmiger Salpetersäure und partikulärem Nitrat in der Atmosphäre (PMinter-Slo)

Das Projekt "Projekt PMinter - Durchführung von Staubanalysen in Maribor und Vrbanski Plato sowie Messung von gasförmiger Salpetersäure und partikulärem Nitrat in der Atmosphäre (PMinter-Slo)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Wien, Institut für chemische Technologien und Analytik (E164) durchgeführt. Chemische Charakterisierung und Quellenanalyse von PM10-Feinstaub an zwei slowenischen Messstellen im Rahmen des Interreg IV A Slowenien - Österreich Projektes PMinter. Die Konzentrationen der Kohlenstoffspezies EC und OC, von Anhydrozuckern (Holzrauchtracer), von löslichen Ionen und sekundärem organischen Aerosol (HULIS), sowie das Isotopenverhältnis C12/C14 sollen zur Unterscheidung der zwei Haupt-Emissionsquellen Verkehr und Holzrauch herangezogen werden. Diese Analysen dienen auch der Kalibration eines On-line Gerätes zur Messung von Black Carbon (Ruß). Zusätzlich wird an einer Messstelle die Verteilung von gasförmiger Salpetersäure und partikulärem Nitrat in der Atmosphäre gemessen.

Gaskinetische Untersuchungen an ClO2, Cl2O und ClONO2 mit Hilfe von ESR und ECR

Das Projekt "Gaskinetische Untersuchungen an ClO2, Cl2O und ClONO2 mit Hilfe von ESR und ECR" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Kiel, Institut für Physikalische Chemie durchgeführt. 1. The kinetics of the reaction O(3P)+Cl2O=2ClO was studied using a fast flow system and ESR detection. Model calculations were employed to take into account secondary reactions of the intermediates. A rate constant of k=(3.1 +- 0.5) x 10 xx (-10) qcm sec xx (-1) was found at room temperature. An apparent activation energy of EA=(5.8 +- 1.2)kJ x Mol xx (-1) was derived. 2. The ECR-technique has been employed to follow the interaction of low-energy electrons with the molecules ClO2 and Cl2O. The following k-values for the capture of thermal electrons and activation energies for these processes were obtained: ClO2: k=(11.5 +- 0.5) x 10 xx (-10) qcm sec xx (-1); EA=(1.1 +- 0.4)kcal x Mol xx (-1); Cl2O: k=(2.6 +- 0.5) x 10 xx (-10) qcm sec xx (-1); EA=(0.5 +- 0.1)kcal x Mol xx (-1). The energy dependence of the capture process has been studied for electron energies less or equal 0.4 eU. 3. Electron capture properties are determined to be: k(HNO3)-(1.4 +- 0.7) x 10 xx (-8) qcm sec xx (-1) (1) k(ClONO3)=(3.9 ;- 1.2) x 10 xx (-9) qcm sec xx(-1) (2). From studies of the energy dependence of the processes and from thermodynamic considerations it is concluded that (2) is a dissociative reaction. Reactions of ClONO3 with O2 xx (-) are considered.

Heterogeneous Chemistry of Atmospheric Radicals Nitrate Radical and Sea Salts (HECAR)

Das Projekt "Heterogeneous Chemistry of Atmospheric Radicals Nitrate Radical and Sea Salts (HECAR)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität-Gesamthochschule Essen, Fachbereich 8 Chemie, Institut für Physikalische und Theoretische Chemie durchgeführt. General Information: Nitrate radical plays a central role in chemistry of the troposphere. It is a major oxidant at night time. It increases night hydroxyl abundance by initiating hydrocarbon oxidation processes. NO3 is also an important species in initiating radical reactions in cloud droplets and aerosols. Quite recently it was obtained a series of evidences for the fact that the halogens Cl and Br could released from sea-salt aerosols NaCl, NaBr. Two possible sources of active halogen are now discussed in literature (N2O5 and NO3 reactions with sea-salts). In the night, marine boundary layer reactions: NO3 + NaX = NaNO3 + X (1a) NO3 + NaX = NaNO3 +1/2X2 (1b) X = Cl, Br could be even more effective than corresponding reactions with N2O5. In case if reactions (1a,1b) are intensive enough they could sufficiently increase the oxidation potential of the troposphere, since Cl has higher reactivity than NO3. 9The aim of this project is to understand the kinetic mechanism and to get numerical data on the parameters which determine the NO3-to-active-halogen transformation. Different aerosol strates (diluted salt solutions, dry and humidified solid salts of various kinds: powder, grain, single crystals and coherent films) will be studied in order to provide information for successive modelling of wide range of atmospheric situations and scenarios. For solutions the salt concentrations will vary from 0 to 1M. Uptake coefficients study will be accomplished by other studies of NO3 aqueous phase chemistry represented by Essen group. In frame of this project uptake coefficients and yield of X, X2 from aqueous phase in reactions (1a,1b) will be studied. For more deep understanding of the mechanism of NO3 interaction with solid salts FTI apparatus will be adjusted in Lille to follow the products formed on the surface in course of heterogeneous reactions. Other groups will study the detailed mechanism of reaction (1) for dry/humidified salts. Original methods and modern techniques will be used to follow NO3 consumption and gas products formation. Since the role of water vapor is expected to be significant, a series of experiments with additives of water vapor from 10 (-7) to 10 (-2)Torr. will be carried out. An important part of kinetic mechanism of NO3-X atoms heterogeneous transformation is supposed to be the secondary reactions of halogen atoms with surface. Special attention will be paid to investigating the influence of secondary processes on the primary atoms release. Above stated combination of experimental studies, no doubts, will provide a wide, motivated understanding of the possible role of reaction (1) in the troposphere. Prime Contractor: Universite des Sciences et Technologies de Lille, UFER de Chimie, Laboratoire de Cinetique et Chimie de la Combustion URA-CNRS 876; Villeneuve d'Ascq; France.

Untersuchungen ueber die fischschaedigende Wirkung von endokrin wirkenden Substanzen

Das Projekt "Untersuchungen ueber die fischschaedigende Wirkung von endokrin wirkenden Substanzen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bayreuth, Lehrstuhl für Umweltchemie und Ökotoxikologie durchgeführt. Der Rueckgang autochthoner Fischarten hat in den letzten Jahren besorgniserregende Ausmasse angenommen und ist inzwischen als unzweifelhaft anzusehen. Eine moegliche Ursache des beobachteten Rueckgangs von Salmoniden in Fliessgewaessern koennte eine Stoerung der Reproduktionsfaehigkeit der betroffenen Fischspezies sein. Wichtig koennte in diesem Zusammenhang auch sein, dass in letzter Zeit zunehmend erkannt wird, dass atmosphaerisch gebildete Sekundaerstoffe und Metabolite bekannter Fremdstoffe lange unerkannt geblieben sind.

European experiment on transport/transformation of environmentally relevant trace constituents in the troposphere

Das Projekt "European experiment on transport/transformation of environmentally relevant trace constituents in the troposphere" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von EUROTRAC - International Scientific Secretariat durchgeführt. Objective: - Determination of the distribution of primary and secondary pollutants to validate models of atmospheric chemistry and to understand the transformation as well as transport of pollutants on fauna, flora and materials in Europe. - Laboratory and field experiments of physical and chemical processes involved in gases, aerosols and droplets in order to establish the formation of secondary pollutants, in particular photo-oxidants and acidic substances. - The development of fast response, sensitive and selective instruments for laboratory, ground and airborne measurements; enhancement of the quality of observational programs by stringent test and intercalibration of instruments. - Quantitative evaluation of gas and aerosol fluxes between the biosphere and atmosphere and validation of deposition models; establishment of an emission inventory of environmentally important trace constituents emitted by the biosphere. - Development of models which describe the transport and transformation of pollutants and which can be used to predict the effects of air pollution on the air quality on a regional and global scale and to calculate the influence of proposed regulatory measures. - Improvement of emission inventory of substances emitted by anthropogenic activities, e.g. industry, traffic, with main emphasis on trace constituents contributing to the build-up of photo-oxidants and acids. General Information: Partners from the following countries participated in the project: Austria - 5; Belgium - 10; Croatia - 1; Denmark - 3; European Union - 2; Finland - 1; France - 21; Germany - 47; Greece - 2; per cent: Hungary - 4; Ireland - 2; Italy - 9; Norway - 2; Poland - 2; Portugal - 2; Romania - 1; Russian Federation - 1; Slovenia - 2; Spain - 4; Sweden - 6; Switzerland - 8; The Netherlands - 8; Turkey - 2; United Kingdom - 13.

Charakterisierung sicherheitstechnisch schwieriger Reaktionen; Reaktionsdaten

Das Projekt "Charakterisierung sicherheitstechnisch schwieriger Reaktionen; Reaktionsdaten" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Dortmund, Fachbereich Chemietechnik, Arbeitsgruppe Physikalisch-Chemische Verfahrenstechnik durchgeführt. Fuer Reinstoffe Daten ueber Sicherheitsaspekte in allgemein zugaenglichen oder firmeninternen Datenbanken zu recherchieren ist kein Problem. Fuer Reaktionen fehlt aber bisher ein entsprechendes System, da sie einen deutlich hoeheren Grad an Komplexitaet aufweisen. Ziel war es, Literatur- und Firmendaten zu sammeln, zu strukturieren und ein entsprechendes Computersystem zu entwickeln. Kernstueck ist die relationale Datenbank SIBEREA. In ihr kann gezielt nach Stoffen, Reaktionen, Eigenschaften, Quellen, sicherheitstechnischen Untersuchungen und deren Ergebnissen etc gesucht werden. Die Oberflaeche der Datenbank wurde mit Borland Delphi Version 2,0 entwickelt. Als zugrunde liegende Datenbank wurde der lokale Interbase Server der Firma Borland gewaehlt. Parallel dazu wurden Sekundaerprogramme entwickelt, die sowohl zur Abschaetzung des Gefaehrdungspotentials von Reaktionen, von denen noch keine Daten vorhanden sind, als auch zur Bewertung der Gefahren durch Sekundaerreaktionen dienen. Durch das Zusammenspiel einer relationalen Datenbank mit Informationen zu sicherheitstechnischen Untersuchungen und Sekundaerprogrammen zu diesem Themenbereich ist ein System entwickelt worden, welches dem Benutzer durch Entscheidungsregeln und Daten einen umfassenden Ueberblick ueber die Charakterisierung sicherheitstechnisch schwieriger Prozesse verschafft.

ToxOAb - Optimierung der Feinstaubminderung von Abscheidern für Biomassefeuerungen unter Berücksichtigung der toxikologischen Relevanz mittels mikrobieller Testsysteme

Das Projekt "ToxOAb - Optimierung der Feinstaubminderung von Abscheidern für Biomassefeuerungen unter Berücksichtigung der toxikologischen Relevanz mittels mikrobieller Testsysteme" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Karl Schräder Nachf. Inh. Karl-Heinz Schräder e.K. durchgeführt. Thema: Der Umbau des Energiesystems darf nicht zu einer Verschlechterung des Umweltzustands an anderer Stelle führen. Zur Minderung von Feinstaubemissionen aus der Verbrennung biogener Festbrennstoffe kommen elektrostatische und katalytische Nachbehandlungssysteme verstärkt zum Einsatz. Wissenschaftlich unklar sind ihre Auswirkungen auf das toxikologische Potenzial der verbleibenden Partikel. Mögliche Gefahren liegen in einer drastischen Verkleinerung der durchschnittlichen Partikelgröße, der Bildung hochtoxischer Sekundäraerosole durch den Abscheidemechanismus oder die Erhöhung der biologischen Verfügbarkeit von potenziell gesundheitsgefährdenden Feinstaubkomponenten. Mögliche Testsysteme sollen ausgewählt und auf die Aufgabenstellung übertragen werden. Die Testsysteme und die Abscheider sollen auf eine optimale Sensitivität und minimale Toxizität der gereinigten Abgase weiterentwickelt werden. Maßnahmen: Auf Basis von Verbrennungsversuchen von biogenen Festbrennstoffen mit modernen Feuerungen am DBFZ sollen vor und nach den Abscheidern von Karl Schräder Nachf. und anderen Abgasnachbehandlungen Proben generiert werden, die von der TUHH und den Dr. U. Noack-Laboratorien mit ausgewählten toxikologischen mikrobiologischen Testsystemen bewertet werden. Die Testsysteme werden anhand wässriger Lösungen aus einem neu entwickelten Particle-Into-Liquid-Sampler angepasst, optimiert und validiert. Die Optimierung der Abscheider und ein Ringversuch bilden den Abschluss.

Die bodenhydrologische Reaktion auf Wiederbewaldung in den feuchten Tropen

Das Projekt "Die bodenhydrologische Reaktion auf Wiederbewaldung in den feuchten Tropen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Potsdam, Institut für Geowissenschaften durchgeführt. Die Auswirkungen der Abholzung tropischer Regenwälder und anschließender Beweidung auf die Bodenhydrologie sind für einige wenige Bodentypen gut dokumentiert, wenn auch die zeitliche Dynamik gänzlich unbekannt ist. Die Auswirkungen der 'Erholung' von einer solchen Störung, also einer Verbrachung und Wiederbewaldung, sind hingegen gänzlich unbekannt. Mit diesem Projektantrag soll ein einzigartiges, mehrjähriges Monitoring im brasilianischen Bundesstaat Rondonia von Infiltrabilität und Wasserdurchlässigkeit in Reaktion auf Verbrachung und sekundäres Waldwachstum zum Abschluss gebracht werden. Mit diesem Monitoring soll die Frage der zeitlichen Persistenz von hydrologisch relevanten Landnutzungssignalen im Boden geklärt werden: wie schnell nach Aufgabe der Beweidung mit anschließender Verbrachung gewinnt ein Boden seine ursprünglichen 'Waldeigenschaften' wieder zurück?

ToxOAb - Optimierung der Feinstaubminderung von Abscheidern für Biomassefeuerungen unter Berücksichtigung der toxikologischen Relevanz mittels mikrobieller Testsysteme

Das Projekt "ToxOAb - Optimierung der Feinstaubminderung von Abscheidern für Biomassefeuerungen unter Berücksichtigung der toxikologischen Relevanz mittels mikrobieller Testsysteme" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Hamburg-Harburg, Institut für Umwelttechnik und Energiewirtschaft V-9 durchgeführt. Der Umbau unseres Energiesystems in Richtung erneuerbarer Energien darf nicht zu Umweltmehrbelastungen führen. Dies könnte beispielsweise die Folge eines verstärkten Betriebs von Festbrennstofffeuerungen sein, da diese Feinstaub freisetzen können. Deshalb werden derzeit vermehrt elektrostatische und katalytische Nachbehandlungssysteme entwickelt und getestet, mit denen zur Minderung von Feinstaubemissionen aus der Verbrennung biogener Festbrennstoffe beigetragen werden kann. Unklar und wissenschaftlich bisher noch nicht vertieft analysiert ist die Frage, inwieweit sich der Betrieb derartiger Abgasbehandlungssysteme auf die Toxizität bzw. das toxikologische Potenzial der verbleibenden Partikelemissionen auswirkt. Mögliche Gefahren liegen beispielsweise in einer drastischen Verkleinerung der durchschnittlichen Partikelgröße, der Bildung hochtoxischer Sekundäraerosole durch den Abscheidemechanismus und/oder die Erhöhung der biologischen Verfügbarkeit von potenziell gesundheitsgefährdenden Feinstaubkomponenten. Auf Basis von Verbrennungsversuchen von biogenen Festbrennstoffen mit modernen Feuerungen am DBFZ sollen vor und nach den zu testenden Abscheidern bzw. Abgasnachbehandlungssystemen Proben genommen werden, die u. a. von der TUHH mit ausgewählten toxikologischen Testsystemen untersucht und bewertet werden. Die Ergebnisse dienen dabei zu Verbesserung der Abscheider bzw. der Abgasnachbehandlungssysteme.

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