Ziele: Indonesien hat die weltweit artenreichsten Korallenriffe und Seegraswiesen. Durch die hohe Bevölkerungsdichte entlang der Küsten, die traditionell enge Verflechtung der Bevölkerung dieses 17.000 Inseln umfassenden Landes mit dem Meer und der damit einhergehende starke Nutzung der Meeresressourcen sind Seegraswiesen und Korallenriffe starken Veränderungen ausgesetzt. Im Rahmen des Verbundprojektes an dem deutsche und indonesische Wissenschaftler zusammenarbeiten soll die Funktion von tropischen riffgebundenen Küstenökosystemen an Hand eines Modellgebietes charakterisiert und der Stoff- und Organismenaustausch zwischen Korallenriff und Seegraswiese quantifiziert werden. Durch gezielte Feld-Experimente werden künstliche Störungen erzeugt, die den anthropogenen und natürlichen Stressoren im Gebiet entsprechen. Anhand dieser Experimente soll erfasst werden, wie das Ökosystem als Ganzes auf eine spezifische Störung reagiert und wie sich dadurch der Austausch von gelösten und partikulären Stoffen sowie von Organismen zwischen Korallenriff und benachbarten Seegraswiesen verändert.
Objectives: Development and Testing of new methods for the determination of the trace gas fluxes of peatlands; knowledge transfer between the partners of the project.
Das Ziel des Forschungsprojektes besteht in der Entwicklung eines Programms zur Berechnung des Absorptionsverhaltens der in Rauchgasen enthaltenen Schadstoffe, wie z. B. HCI, HF, HBr, SO2, SO3, NOx, Hg, HgCI2 und Se. Dabei wird besonderes Gewicht auf die Beschreibung der auftretenden Phasen und Reaktionsgleichgewichte und des Waerme- und Stofftransports gelegt. Als Eingangsgroessen werden die Konzentrationen und Temperaturen aller in den Absorber eintretenden Stoffstroeme sowie deren Geschwindigkeiten im Absorber benoetigt. Als Stoffwerte muessen Standardbildungsenthal pien, Standardentropien, spezifische Waermekapazitaeten und Diffusion, koeffizienten aller beteiligten Komponenten sowie Dichte, Viskositaet und Waermeleitfaehigkeit der Gas- und Fluessigphase bereitgestellt werden. Zur Beschreibung des Waerme- und Stoffuebergangs werden Korrelationsgleichungen fuer die Waerme- und Stoffuebergangskoeffizienten herangezogen. Die Simulationsrechnung liefert als Ergebnis die Konzentrationen und Temperaturen aller austretenden Stoffstroeme sowie die Temperatur und Konzentrationsprofile im Absorber. Mit Hilfe des entwickelten Programms werden systematische Untersuchungen hinsichtlich der Auswirkungen der einzelnen Einflussgroessen auf das Gesamtverhalten eines Rauchgaswaeschers durchgefuehrt. Die Ergebnisse der Berechnungen sollen mit Messwerten und Erfahrungen aus dem praktischen Betrieb existierender Anlagen verglichen und an diese angepasst werden. Es wird jedoch erwartet, dass alle Haupteinfluesse qualitativ richtig wiedergegeben werden und somit das Verstaeindnis fuer die komplexen Ablaeufe in einem Rauchgaswaescher wesentlich vertieft werden kann. Ueber die Auslegung von Anlagen hinaus koennen gezielte Hinweise fuer eine Verbesserung der Betriebsweis gegeben werden. e gegeben werden.
Das Verbundvorhaben besteht aus 6 Teilprojekten und wird von der TUHH koordiniert. Die Teilprojekte beschaeftigen sich mit: - Untersuchungen zur Anwendung des Wasser/Sediment-Gleichgewichtsansatzes (KD) auf polare organische Verbindungen (Phenole) unter dem besonderen Aspekt des Coating anhand eines Modellsystems; - Untersuchungen zum Ionenaustausch an mit organischen Stoffen vorbelegten Sedimentbestandteilen; - Untersuchungen zur Wechselwirkung ausgewaehlter Pestizide mit Sedimenten unter besonderer Beruecksichtigung der Rolle geloester und partikulaerer Huminstoffe; - Mikrobiologische Aspekte der Schwermetallmobilitaet in limnischen und marinen Sedimenten. Eignungstests fuer mikrobiologische Kriterien der Sedimentqualitaet; - Bestimmung von toxischen metallorganischen Verbindungen in Sedimenten; - Untersuchung der Spurenmetallmobilitaet im diagenetischen Umwandlungsprozess von Sedimenten; - Untersuchung des Transports von Schadstoffen in wandernden Fronten und ihres Transports zwischen sedimentaeren Feststoffkomponenten. An dem Verbundforschungsvorhaben sind neben dem AB Umweltschutztechnik (TUHH) das Engler-Bunte-Institut (Uni Karlsruhe), Institut fuer Physikalische Chemie (Uni Essen), Institut fuer Meereskunde (Kiel) und Institut fuer Chemie der GKSS (Geesthacht) beteiligt.
Das SWAP-Projekt hat zum Ziel, die Rolle des Wattenmeeres im oekologischen Stoffhaushalt der Kuestenregion zu analysieren. Ein vertieftes Verstaendnis ist fuer umweltpolitische Entscheidungen von hoher Bedeutung. Gefragt wird nach Austauschraten von Stoffen und Organismen zwischen Land, Wattenmeer und Nordsee, sowie zwischen Sediment, Wasserkoerper und Atmosphaere. Mit einem interdisziplinaeren Forschungsansatz werden Stofftransporte und -umwandlungen in repraesentativen Teilstrukturen wie zB Sandwatt, Schlickwatt, Seegraswiese und Muschelbank gemessen. Dabei werden verschiedene Ebenen von Sedimentkernen ueber einzelne Prielsysteme bis hin zum 400 km2 Gesamtgebiet erfasst. Eine Validation ergibt sich aus dem Vergleich der Teilbilanzen. Die Biologische Anstalt Helgoland leistet im Rahmen von SWAP folgende Beitraege: Produktion und Stoffaustausch des Benthos, Transporte von Megaplankton und Krebsen, Transportmechanismen und Besiedlungsstrategien des Phytoplankton, Naehrsalze, geloeste und partikulaere organische Substanz, zentrale Einrichtungen.
Ueber den Austausch von gasfoermigen Komponenten (CO2, O2 und H2O) bei der Photosynthese und der Transpiration hinaus werden Stoffe zwischen Atmosphaere und Oekosystem transferiert, die in beiden Systemen wichtige Prozesse steuern koennen. So spielt der Eintrag von Sulfat und Nitrat aus der Luft wahrscheinlich eine grosse Rolle bei der Entstehung von Waldschaeden. Hier werden die verschiedenen Eintragspfade beider Stoffe quantifiziert: die Ablagerung von gasfoermigen SO2 und HNO3 und partikelgebundem Sulfat und Nitrat sowie deren Gehalt im Regen- und Nebelwasser. Die Beobachtungen werden ueber mehrere Jahre kontinuierlich erhoben, um Abhaengigkeiten von meteorologischen und bestandesphysikalischen Parametern zu ermitteln. Zum besseren Verstaendnis der Dynamik und der Chemie der Prozesse werden mit mehreren Methoden der turbulente Transport in und ueber der Krone (an den Beispielen Impuls, Waerme, Wasserdampf) sowie die Gasphasenreaktionen des NOx-O3-Systeme untersucht.
Im Rahmen des Vorlaeuferprojektes (VGB 135) wurde bis Anfang 1996 ein physikalisch-chemisches Modell zur theoretischen Beschreibung der nassen Rauchgasreinigung sowie ein Computerprogramm der hierbei bevorzugt eingesetzten Gleich- und Gegenstrom-Spruehwaescher entwickelt. Damit wird die Vorausberechnung des SO2-Absorptionsgrades als Funktion aller im Betrieb veraenderbaren Einflussgroessen unter Anpassung einer minimalen Zahl moeglichst praxisnaher Modellparameter moeglich. Das entwickelte Modell basiert auf allgemein formulierten Gleichgewichtsbeziehungen, Bilanzgleichungen, Transportansaetzen und Widerstandsgesetzen und besitzt daher einen weiten Anwendungsbereich. Hinsichtlich der SO2-Rohgaskonzentrationen bestehen praktisch keine Anwendungsgrenzen, so dass zum Beispiel die Auswirkungen des Einsatzes von Kohlen mit hoeheren Schwefelgehalten oder die Effekte der (Mit-)Verbrennung von hochschwefelhaltigen Brennstoffen auf den Entschwefelungsgrad eingehend untersucht werden koennen. Neben der Vorausberechnung der SO2-Absorption kann das entwickelte Programm als wichtiges Hilfsmittel bei Optimierung und Umbau vorhandener Spruehwaescher eingesetzt werden. Angesichts der Minimierung der Betriebs- und Investitionskosten von Rauchgasreinigungsanlagen kommt der Nutzung des Programms damit eine grosse Bedeutung zu: Insbesondere duerften die bei den Betreiberunternehmen moeglichen Einsparungen die Projektkosten von insgesamt 5OOTDM (Fortsetzungsprojekt 159: 23OTDM) erheblich uebertreffen. Sie werden von interessierten VGB-Mitgliedsunternehmen aufgebracht. Die Grenzen des bisher entwickelten Simulationsmodelles wurden im zustaendigen VGB-Arbeitskreis eroertert und Erweiterungen vorgeschlagen, die nunmehr im Rahmen des Projektes 159 bearbeitet werden sollen. Zum einen liegen die Grenzen des bisherigen Simulationsmodells in der vereinfachten Darstellung des Sumpfes als Gleichgewichtsstufe. Bisher koennen keine Aussagen zur Korngroessenverteilung des Gipses, des Loesungsgrades des Kalksteins und der hierfuer notwendigen Verweilzeit bzw. Sumpfgroesse gemacht werden. Auch die Anreicherung von Chloriden und Magnesiumsalzen im Waescher bis zu hohen Konzentration kann bisher nicht adaequat dargestellt werden. Daneben soll das Simulationsmodell verfahrenstechnisch auch auf GRID- und Zweikreis-Waescher erweitert werden.
Untersuchungen der Verteilungs- und Permeationskoeffizienten von Monoterpenen an isolierten Cuticeln unter Beruecksichtigung des Einflusses von Schadgasen werden fortgefuehrt. Schwerpunkte der Arbeiten sollen sein, den Einfluss der Permeationsrichtung auf die Permeabilitaet von Terpenen zu untersuchen und zu pruefen, wie Schadstoffbegasung die Sorptions- und Permeationseigenschaften von Cuticeln beeinflusst.
Das Waerme- und Stoffaustauschverhalten von Aerosolpartikeln bei hohen Temperaturen wurde untersucht. Mit Hilfe von Stosswellen werden die Aerosolsysteme auf gut definierte Temperatur- und Druckbedingungen gebracht. Zur Beobachtung der schnell ablaufenden Groessenveraenderung der Partikel in der Messebene dienten Streulichtmessungen an Partikelkollektiven. Die quantitative Messung von reagierenden oder entstehenden Molekuelen erfolgte ueber die IR-Laserspektroskopie und Farbstoff-Ringlaser-Spektroskopie. Die gemessenen Absorptionsprofile konnten nach dem Lambert-Beer Gesetz in Konzentrationen der absorbierenden Molekuele ueberfuehrt werden. Der Farbstoff-Ringlaser wurde auf das Linienzentrum einer Molekuelabsorptionslinie abgestimmt. Im vergangenen Berichtzeitraum wurden Untersuchungen zur Sublimation und zur Dissoziation von Cyanursaeuredampf durchgefuehrt. Aus den gemessenen Daten wurden temperaturabhaengige Sublimationsgeschwindigkeiten ermittelt. Aus der Basis eines einfachen Modells, das als wesentlichen Parameter den Dampfdruck fuer die Cyanursaeurepartikel enthaelt, wurde eine Temperaturabhaengigkeit der Sublimationsgeschwindigkeit bestimmt, die sehr gut mit den experimentellen Werten uebereinstimmte. OH-Absorptionsmessungen bei Temperaturen oberhalb von 2000 K haben gezeigt, dass die Cyanursaeuredampfmolekuele unter Abspaltung von OH dissoziieren. Die zunaechst angenommene Dissoziation in das Produkt HNCO konnte nicht bestaetigt werden. Dieses Ergebnis fuehrte zur der Annahme, dass die Cyanursaeurepartikel waehrend der Generierung die zweite automere Darstellungsform annehmen, bei der die 3 OH-Molekuele an den C-Atomen der Ringstruktur, bestehend aus 3 C- und 3 N-Atomen, angeordnet sind.
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