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s/ultrafeine partikeln/Ultrafeine Partikel/gi

Immissions- und Strahlenschutz (GB 2)

• Überwachung der Radioaktivität in der Umwelt nach dem Strahlenschutzvorsorgegesetz für den Freistaat Sachsen • Überwachung der anlagenbezogenen Radioaktivität nach dem Atomgesetz am Forschungsstandort Rossendorf • Überwachung von Lebensmitteln (u. a. Amtshilfe für die Landesuntersuchungsanstalt für das Gesundheits- und Veterinärwesen Sachsen) • Betrieb der Radonberatungsstelle • Überwachung der anlagenbezogenen Radioaktivität nach der Verordnung zur Gewährleistung von Atomsicherheit und Strahlenschutz an den Standorten der Wismut GmbH • Überwachung der anlagenbezogenen Radioaktivität an den Altstandorten des Uranerzbergbaus • Aufsichtliche Messungen nach der Strahlenschutzverordnung inkl. Sicherheitstechnisch bedeutsame Ereignisse und Nukleare Nachsorge • Der Geschäftsbereich ist akkreditiert nach ISO 17025 für alle relevanten Prüfverfahren im Bereich Immission und Emission. Fachbereich 20 - Zentrale Aufgaben • Probenentnahmen und Feldmessungen (ohne Messungen und Probenentnahmen im Rahmen der Radonberatung) u. a. Probenentnahmen aus Fließgewässern, Messung der nuklidspezifischen Gammaortsdosisleistung • Organisation und Logistik für die von externen Probenehmern gewonnenen und dem Geschäftsbereich 2 zu übergebenden Proben. Betrieb der Landesdatenzentrale und der Datenbank zur Umweltradioaktivität im Freistaat Sachsen • Unterstützung der beiden Landesmessstellen bei der Einführung und Pflege radiochemischer Verfahren Fachbereiche 21, 22 - Erste und Zweite Landesmessstelle für Umweltradioaktivität Laboranalysen • nach dem Strahlenschutzvorsorgegesetz • zur Überwachung der Wismut-Standorte • zur Überwachung des Forschungsstandort Rossendorf • zur Überwachung der Altstandorte des Uranbergbaus • zur Lebensmittelüberwachung • zu den aufsichtlichen Kontrolltätigkeiten des Sächsischen Landesamtes für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie und des Sächsischen Staatsministeriums für Umwelt und Landwirtschaft u. a. in den Medien Wasser, Boden, Luft, Nahrungs- und Futtermittel. Analysierte Parameter: u. a. gamma- und alphastrahlende Radionuklide (z. B. Cäsium-137, Cobalt-60, Kalium-40, Uran-238); Strontium-90; Radium-226 und Radium-228). Fachbereich 23 - Immissionsmessungen Kontinuierliche Überwachung der Luftqualität durch Betrieb des stationären Luftmessnetzes des Freistaates (Online-Betrieb von 30 stationären Messstationen mit Übergabe der Messdaten ins Internet): • Laufende Messung der Luftgüteparameter SO2, NOx, Ozon, Benzol, Toluol, Xylole, Schwebstaub, Ruß • Gewinnung meteorologischer Daten zur Einschätzung der Luftgüteparameter • Sammlung von Schwebstaub (PM 10- und PM 2,5-Fraktionen) und Sedimentationsstaub zur analytischen Bestimmung von Schwermetallen, polyzyklischen Kohlenwasserstoffen (PAK) und Ruß • Absicherung der Messdatenverarbeitung und Kommunikation • Betreiben einer Messnetzzentrale, Plausibilitätskontrolle der Daten und deren Übergabe an das Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie und an die Öffentlichkeit • Absicherung und Überwachung der vorgegebenen Qualitätsstandards bei den Messungen durch den Betrieb eines Referenz- und Kalibrierlabors • Sicherung der Verfügbarkeit aller Messdaten zu > 95% • Weiterentwicklung des Luftmessnetzes entsprechend den gesetzlichen Anforderungen • Betreuung eines Depositionsmessnetzes (Niederschlag) mit zehn Messstellen • Betrieb von drei verkehrsnahen Sondermessstellen an hoch belasteten Straßen • Durchführung von Sondermessungen mit Immissionsmesswagen und mobilen Containern • Betrieb von Partikelmesssystemen im Submikronbereich (Zählung ultrafeiner Partikel) in Dresden • Betrieb von Verkehrszähleinrichtungen und Übernahmen dieser Verkehrszähldaten sowie von Pegelmessstellen der Städte in den Datenbestand des Luftmessnetzes Fachbereich 24 - Emissionsmessungen, Referenz- und Kalibrierlabor Der Fachbereich befasst sich mit der Durchführung von Emissionsmessungen an ausgewählten Anlagen aus besonderem Anlass im Auftrag des LfULG. Beispiele: • Emissionsmessungen an Blockheizkraftwerken in der Landwirtschaft (Geruch, Stickoxide, Gesamtkohlenstoff und Formaldehyd). • Ermittlung der Stickstoff-Deposition aus Tierhaltungsanlagen für Geflügel und Rinder (Emissionsmessungen von Ammoniak, Lachgas, Methan, Wasser, Kohlendioxid, Feuchte, Temperatur und Luftströmung , Ammoniak-Immissionsmessung mit DOAS-Trassenmesssystem). • Untersuchung von Emissionen aus holzgefeuerten Kleinfeuerungsanlagen zur Abschätzung von Auswirkungen der novellierten 1. BImSchV. • Unterstützung des LfULG bei der Überwachung bekannt gegebener Messstellen nach § 26 BImSchG.

Deutsche Umweltstudie zur Gesundheit von Kindern und Jugendlichen 2014–2017 (GerES V) - Teil 2: Qualität der Innenraumluft

Der Bericht stellt Ergebnisse der Deutschen Umweltstudie zur Gesundheit 2014–2017 (GerES V) zur Schadstoffbelastung der Innenraumluft bei Kindern und Jugendlichen vor. Repräsentativ ausgewählte Haushalte wurden auf flüchtige organische Verbindungen (⁠ VOC ⁠), Aldehyde, sowie ultrafeiner Partikel in der Innenraumluft untersucht. Ein Vergleich mit toxikologisch abgeleiteten Innenraumrichtwerten ermöglicht eine gesundheitliche Einordnung der Messwerte. Der Bericht liefert Aussagen zu den vermuteten Ursachen der Schadstoffe sowie Ungleichheiten der Belastung in Abhängigkeit von Geschlecht, Wohnumständen und sozioökonomischen Faktoren. Die Daten dieser Studie stellen einen Referenzdatensatz zur Grundbelastung der Innenraumluft im Wohnumfeld in Deutschland dar. Veröffentlicht in Umwelt & Gesundheit | 01/2025.

Abschlussbericht

Temporäre Luftschadstoffmessungen in Mainz- Hechtsheim [Redaktioneller Hinweis: Die folgende Beschreibung ist eine unstrukturierte Extraktion aus dem originalem PDF] Abschlussbericht Temporäre Luftschadstoffmessungen in Mainz- Hechtsheim Bearbeitung Bruna Krüger De Holanda, Stephan Wilke, Florian Ditas, Michael Weißenmayer, Diana Rose Impressum Herausgeber: Landesamt für Umwelt Rheinland-Pfalz Kaiser-Friedrich-Straße 7 55116 Mainz und Hessisches Landesamt für Naturschutz, Umwelt und Geologie Rheingaustraße 186 65203 Wiesbaden © 2025 Nachdruck und Wiedergabe nur mit Genehmigung des Herausgebers 2 Inhalt 1Zusammenfassung ........................................................................................................................... 4 2Hintergrund ..................................................................................................................................... 5 3Methoden ........................................................................................................................................ 6 3.1Standortbeschreibung: Mainz-Hechtsheim............................................................................. 6 3.2Gemessene Parameter ............................................................................................................ 6 3.3Bestimmung der Partikelanzahlkonzentration........................................................................ 7 3.4Messorte zur Einordnung der Ergebnisse ............................................................................... 8 4 Ergebnisse für gesetzlich regulierte Schadstoffe, Kohlenstoffparameter und Levoglucosan ....... 10 4.1 4.1.1Stickstoffdioxid - NO2..................................................................................................... 10 4.1.2PM10-Feinstaub - ............................................................................................................ 11 4.1.3PM2,5-Feinstaub ............................................................................................................. 13 4.2 5 Gesetzlich regulierte Luftschadstoffe NO2, PM10 und PM2,5.................................................. 10 Nicht gesetzlich regulierte Luftschadstoffe ........................................................................... 14 4.2.1Levoglucosan, EC und OC in PM10 ................................................................................. 14 4.2.2Ruß (BC) in PM2,5............................................................................................................ 16 Ergebnisse für die Partikelanzahlkonzentration............................................................................ 18 5.1Statistische Informationen zur Partikelanzahlkonzentration................................................ 18 5.2Abhängigkeit der Partikelkonzentration von der Windrichtung ........................................... 19 5.3Tageszeitliche Entwicklung der Partikelkonzentration ......................................................... 21 5.4Einordnung der Konzentrationswerte nach WHO-Kriterien ................................................. 21 6 Einfluss unterschiedlicher Emissionsquellen auf die Partikelanzahlkonzentration ...................... 23 7 Untersuchung eines möglichen Einflusses von direkten Überflügen auf die Partikelanzahlkonzentration in Mainz-Hechtsheim .............................................................................. 25 7.1Analysemethode.................................................................................................................... 25 7.2Ergebnisse.............................................................................................................................. 27 7.3 Beispiele des zeitlichen Verlaufs der Partikelanzahlkonzentration während direkter Überflüge in Mainz-Hechtsheim........................................................................................................ 28 8Beurteilung Luftschadstoffsituation in Mainz-Hechtsheim........................................................... 30 10Literaturverzeichnis ................................................................................................................... 32 11Abbildungsverzeichnis ............................................................................................................... 33 12Tabellenverzeichnis ................................................................................................................... 35 3 1 Zusammenfassung In diesem Bericht werden die Ergebnisse der gemeinsam durch das Landesamt für Umwelt Rhein- land-Pfalz (LfU) und das Hessische Landesamt für Naturschutz, Umwelt und Geologie (HLNUG) durch- geführten Immissionsmessungen in Mainz-Hechtsheim dargelegt. Schwerpunkt der durchgeführten Immissionsmessungen war die Messung ultrafeiner Partikel (UFP) beziehungsweise der Partikelanzahlkonzentration. Zusätzlich zu den UFP-Messungen wurden die ge- setzlich geregelten Luftschadstoffe NO2, Feinstaub der Fraktionen PM10 und PM2,5, sowie weitere Luftschadstoffe bestimmt. In Bezug auf die gesetzlich geregelten Schadstoffparameter werden die entsprechenden Grenzwerte eingehalten. Mainz-Hechtsheim wird durch die bestehenden Messstationen des zentralen Immissi- onsmessnetzes Rheinland-Pfalz hinreichend abgedeckt. Für eine Beurteilung der Luftqualität in Mainz-Hechtsheim anhand gesetzlich geltender Grenzwerte müssen dort keine weiteren ortsfes- ten/orientierenden Messungen installiert werden. Die Luftqualität in Bezug auf ultrafeine Partikel wurde untersucht und die Partikelanzahlkonzentrati- onen stellen sich im Vergleich zu anderen Standorten in Hessen mit Nähe zum Frankfurter Flughafen als niedriger dar. Zur Bewertung der Partikelanzahlkonzentration wurden die WHO-Luftgüteleitlinien herangezogen, da es in Deutschland bzw. seitens der EU bislang keine gesetzlichen Grenzwerte für UFP als Partikelanzahlkonzentration gibt. Demnach werden die in Mainz-Hechtsheim gemessenen Partikelanzahlkonzentrationen als nicht hoch eingestuft. Über Analysen von Windrichtung und der NO2-Konzentration im Verhältnis zur Partikelanzahlkon- zentration konnten Rückschlüsse auf die Quellen, die für die UFP-Konzentration in Hechtsheim maß- geblich sind, gezogen werden. Diese Analyse legt nahe, dass die UFP-Immissionen in Mainz-Hechts- heim aus lokalen Quellen (z.B. lokaler Kfz-Verkehr, Gebäudeheizung) sowie aus einem überlagerten Eintrag von UFP aus dem entfernteren Kfz-Verkehr (Mainzer Stadtgebiet; Schwerpunkt A60/B9; Wei- senauer Brücke) und dem regionalen Herantransport aus dem Flugbetrieb des Flughafengeländes zu- sammen mit den tiefen Anfluglinien (< ca. 400 m) stammen. Es konnte kein unmittelbarer Einfluss von Flugzeugüberflügen auf die Partikelanzahlkonzentration am Boden in Hechtsheim festgestellt werden. 4 2 Hintergrund Als ultrafeine Partikel (UFP) beziehungsweise Ultrafeinstaub werden alle Partikel mit einem Durch- messer kleiner als 100 Nanometer (nm) bezeichnet. Sie bilden damit die kleinsten festen und flüssi- gen Teilchen in unserer Luft. Ultrafeine Partikel entstehen als Produkt aus gasförmigen Vorläufern und während Verbrennungsprozessen. Abhängig von ihrer jeweiligen Quelle, weisen UFP sehr unter- schiedliche chemische und physikalische Eigenschaften auf. Sie stellen eine Teilmenge des Feinstaubs dar, tragen aber aufgrund ihrer geringen Größe kaum zur Massenkonzentration der Feinstaubfraktio- nen PM10 oder PM2,5 bei. Ultrafeinstaub ist in den letzten Jahren durch mögliche gesundheitliche Auswirkungen in den Fokus geraten. Ultrafeine Partikel können aufgrund ihrer geringen Größe besonders tief in die Lunge ein- dringen und grundsätzlich in geringem Maße auch in den Blutkreislauf gelangen (u.a. Geiser, et al., 2013). Außerdem bieten ultrafeine Partikel eine große spezifische Oberfläche für die Anlagerung wei- terer Schadstoffe (Cassee, et al., 2019). Während sich in toxikologischen Studien bereits erste ge- sundheitliche Effekte konkretisieren, mangelt es jedoch noch an systematischen und quantitativen epidemiologischen Studien, anhand derer man Gesundheitseffekte und mögliche Dosis-Wirkungs- Beziehungen von UFP belegen und quantifizieren könnte (u.a. Ohlwein, Hoffmann, Kappeler, Joss , & Künzli, 2018 und Cassee, et al., 2019). Internationale wissenschaftliche Studien haben gezeigt, dass im Einflussbereich von Flughäfen stark erhöhte Anzahlkonzentrationen von UFP zu finden sind (z.B. Hudda, Gould, Hartin, Larson, & Fruin, 2014 und Keuken, Moerman, Zandveld, Henzing, & Hoek, 2015). Messungen in europäischen Groß- städten legen nahe, dass sich ultrafeine Partikel der jeweiligen Flughäfen bis in die umliegenden Stadtgebiete ausbreiten können (Rivas, et al., 2020 und Zhang, Karl, Zhang, & Wang, 2020). Vor diesem Hintergrund hat das Hessische Landesamt für Naturschutz, Umwelt und Geologie (HLNUG) bereits 2015 begonnen, erste Messungen ultrafeiner Partikel durchzuführen. Die bisherigen Ergebnisse zeigen einen bedeutenden Einfluss des Flugbetriebs am Frankfurter Flughafen auf die UFP-Konzentration in dessen Umgebung. Hierbei ist vor allem die horizontale Verlagerung von Schad- stoffen mit der vorherrschenden Windrichtung entscheidend. Standorte sind insbesondere dann durch die Emissionen des Flugbetriebs beeinflusst, wenn sie sich aufgrund ihrer Lage häufig in der Abluft des Flughafens befinden. Die bisherigen Erkenntnisse wurden in zahlreichen Berichten des HLNUG veröffentlicht (https://www.hlnug.de/themen/luft/luftqualitaet/sondermessprogramme/ult- rafeine-partikel). Der vorliegende Bericht fasst die temporären Luftqualitätsmessungen in Mainz-Hechtsheim zusam- men. Im Rahmen einer länderübergreifenden Kooperation zwischen Rheinland-Pfalz und Hessen wur- den in Mainz-Hechtsheim für etwas mehr als ein Jahr Daten zur UFP-Konzentration sowie weiterer Luftschadstoffe erhoben. Ziel der gemeinsamen Messungen vom Landesamt für Umwelt (LfU) und HLNUG war die allgemeine Beurteilung der Luftqualität in Mainz-Hechtsheim, sowie die Abschätzung des Einflusses des Flugbetriebs am Frankfurter Flughafen auf die lokale UFP-Konzentration. Der Messstandort lag unterhalb der Anflugrouten auf den Frankfurter Flughafen. Ein besonderer Fokus der Auswertung liegt daher auch auf der Fragestellung, ob diese direkten Überflüge einen Einfluss auf die bodennahe Konzentration ultrafeiner Partikel haben. Anders als für die gesetzlich geregelten Luftschadstoffe, existieren derzeit keine rechtlichen Vorga- ben in Form von Grenz- oder Zielwerten zur Beurteilung der Luftqualität in Bezug auf die Konzentra- tion ultrafeiner Partikel. Zur Einordnung werden daher zusätzliche Messungen im Rhein-Main-Gebiet, sowie Orientierungswerte der Weltgesundheitsorganisation (WHO) herangezogen. 5

Partikelabscheider mit Filterpackungen aus texturierten Garnen zur Abgasreinigung an Stückholzfeuerungen, Teilvorhaben 2: Adaption des Abscheidersystems an das innovative Filtermedium, Design und Konstruktion sowie die Fertigung der Abscheidergehäuse, in der Entwicklungs- und Validierungsphase

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 (5·10^6Partikel/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.

Ultrafeine Partikel im Innenraum und in der Umgebungsluft

Fein- und Ultrafeinstäube und ihr Bezug zu Atemwegs- und Herz-Kreislauferkrankungen sind wichtiges Thema der öffentlichen Gesundheitsvorsorge. Diese Studie stellt umfangreiche Messdaten für die Innenraumluft im privaten Wohnbereich vor. Die Untersuchungen erfassen Wohnungen in städtischen wie ländlichen Bereichen und geben Aufschluss über jahreszeitliche Schwankungen. Die größenaufgelöste Charakterisierung der Fein- und Ultrafeinstäube ermöglicht eine Abschätzung der durch die Tätigkeiten der Wohnungsnutzenden freigesetzten Partikel. Die Ergebnisse sind von hoher Bedeutung für die Bestimmung der auf den Menschen einwirkenden Belastung an Fein- und Ultrafeinstäuben und mögliche Maßnahmen zur Verbesserung der Innenraumluft.

LuftDatenInfo - Feinstaubemissionen der Partikelgröße PM2.5

Stäube sind feste Teilchen der Außenluft, die nicht sofort zu Boden sinken, sondern eine gewisse Zeit in der Atmosphäre verweilen. Nach ihrer Größe werden Staubpartikel in verschiedene Klassen eingeteilt. Als Feinstaub (PM10) bezeichnet man Partikel mit einem aerodynamischen Durchmesser von weniger als 10 Mikrometer (µm). Von diesen Partikeln besitzt ein Teil einen aerodynamischen Durchmesser, der kleiner ist als 2,5 µm (PM2,5). Hierzu gehört auch die Fraktion der ultrafeinen Partikel (< 0,1µm). Dargestellt wird der Durchschnitt aller Messwerte eines Sensors der letzten 5 Minuten Die dargestellten Messwerte wurden auf hohe und niedrige Ausreißer gefiltert. - Hohe Ausreißer sind alles jenseits des 3. Quartils + 1,5 * des Inter-Quartils-Bereichs (IQB) - Niedrige Ausreißer sind alles unterhalb des 1. Quartils - 1,5 * IQB

Ultrafeine Partikel aus Abgasemissionen aller Verkehrsträger

Ultrafeine Partikel (UFP), hier definiert als Partikel mit einem Durchmesser von weniger als 100 Nanometer, stellen eine potenzielle Gefährdung für die menschliche Gesundheit dar. Die vorliegende Studie untersucht erstmals, wie hoch der Beitrag der einzelnen Verkehrssektoren zu diesen Emissionen in Deutschland ist, zeigt potenziellen Messbedarf auf und gibt, wo möglich, Empfehlungen zu Minderungsmaßnahmen. Die durchgeführte Analyse dieser Studie stützt sich auf eine systematische Literaturrecherche zu Partikelgrößenverteilungen im Abgas und Daten des Handbuchs für Emissionsfaktoren des Straßenverkehrs (HBEFA) in der Version 4.2 und des Transport ⁠ Emission ⁠ Model (TREMOD). Veröffentlicht in Texte | 134/2025.

Vorhersage urbaner atmosphärischer Anzahlkonzentrationen ultrafeiner Partikel mit Hilfe von Machine Learning- und Deep Learning-Algorithmen (ULTRAMADE)

Ultrafeine Partikel (UFP) mit einem aerodynamischen Durchmesser kleiner als 100 nm stehen unter dem Verdacht die menschliche Gesundheit zu schädigen, allerdings fehlt bisher die abschließende wissenschaftliche Evidenz aus epidemiologischen Studien. Zur Herleitung von Expositionskonzentrationen gegenüber UFP wurden zum Teil statistische Modellierungsverfahren genutzt um UFP-Anzahlkonzentrationen vorherzusagen. Ein häufig genutztes Verfahren ist eine auf Flächennutzung basierte lineare Regression („land-use regression“, LUR). Allerdings wurden in luftqualitativen Studien auch andere, ausgefeiltere Modellansätze benutzt, z.B. „machine learning“ (ML) oder „deep learning“ (DL), die eine bessere Vorhersagegenauigkeit versprechen. Das Ziel des Projekts ist die Modellierung von UFP-Anzahlkonzentration in urbanen Räumen basierend auf ML- und DL-Algorithmen. Diese Algorithmen versprechen eine bessere Vorhersagegenauigkeit gegenüber linearen Modellansätzen. Mit unserem Modellansatz wollen wir sowohl räumliche als auch zeitliche Variabilität der UFP-Anzahlkonzentrationen abbilden. In einem ersten Schritt werden die Messergebnisse aus mobilen Messkampagnen genutzt um ein ML-basiertes LUR Modell zu kalibrieren. Zusätzlich werden urbane Emissionen aus lokalen Quellen, abseits vom Straßenverkehr, identifiziert und explizit in das Modell einbezogen. In einem zweiten Schritt wird ein DL-Modellansatz basierend auf Langzeit-UFP-Messungen mit dem ML-Modell gekoppelt um die Repräsentierung der zeitlichen Variabilität zu verbessern. Unser vorgeschlagenes Arbeitsprogramm besteht aus fünf Arbeitspaketen (WP): WP 1 beinhaltet mobile Messungen mittels eines mobilen Labors und eines Messfahrads. WP 2 besteht aus stationären Messungen, die an Stationen des German Ultrafine Aerosol Network durchgeführt werden. In WP 3 werden wichtige UFP-Emissionsquellen, insbesondere Nicht-Verkehrsemissionen, mit Hilfe von zusätzlichen kurzzeitigen stationären Messungen identifiziert und quantifiziert. In WP 4 werden ML-Algorithmen genutzt um ein statistisches Modell aufzubauen. Als Kalibrierungsdatensatz werden die Messungen aus WP 1 benutzt. Das Modell wird UFP-Anzahlkonzentrationen mit Hilfe eines Datensatzes aus erklärenden Variablen, u.a. meteorologische Größen, Flächennutzung, urbaner Morphologie, Verkehrsmengen und zusätzlichen Informationen zu UFP-Quellen nach WP 3, vorhersagen. In WP 5 werden die UFP-Anzahlkonzentrationen aus WP 2 für einen DL-Modellansatz genutzt, der die zeitliche Variabilität repräsentieren wird. Dieser wird dann mit dem ML-Modell aus WP 4 gekoppelt. Der Nutzen der Modellkopplung wird mit dem Datensatz aus WP 3 validiert. Aus unserem Projekt wird ein Modell hervorgehen, das in der Lage ist die räumliche und zeitliche Variabilität urbaner UFP-Anzahlkonzentrationen in einer hohen Genauigkeit zu repräsentieren. Damit wird unsere Studie einen Beitrag zur Quantifizierung von Expositionskonzentrationen gegenüber UFP z.B. in epidemiologischen Studien leisten.

Erzeugung ultrafeiner hochtemperaturfester Aerosole durch Kondensation

Ultrafeine Partikel haben in den letzten Jahren zunehmend an Bedeutung gewonnen. Diese sogenannten Nanopartikel sind vielfaeltig anwendbar, wie z.B. als Ausgangsmaterialien fuer hochfeste Werkstoffe, in Gassensoren, als Katalysatoren, in Arzneimitteln und in Testaerosolen fuer die Heissgasentstaubung. Es wurde eine Anlage zur Nanopartikelerzeugung durch Laserverdampfung entwickelt. Zur Herstellung wird Aluminiumoxidkeramik, Graphit, Kupfer oder Aluminium mit einem C02-Laser verdampft. Aus der Kondensation entstehen kugelfoermige Primaerpartikel in einem Groessenbereich zwischen 10 und 500 Nanometern. Nach der Erstarrung koennen die Partikel durch Agglomeration unregelmassig geformte Ketten oder Flocken bilden. Deshalb wird das Aerosol so weit verduennt, dass Kollisionen der Partikel unwahrscheinlich werden und damit die Agglomerationswahrscheinlichkeit stark reduziert wird. Das zu verdampfende Material, in Form eines runden Targets, ist unter einen Drehteller montiert, der in Rotation versetzt und gleichzeitig horizontal verschoben wird. Der Laserstrahl wird von unten auf das Target fokussiert und hinterlasst durch die Targetbewegung eine spiralfoermige Bahn auf der Materialoberflaeche. Das Material verdampft lokal im Laserfokus. Der Dampf wird durch radial zustroemendes Argon in einen Sinterkegel unterhalb des Targets transportiert, wo in der heissen Zone die Kondensation und Koagulation stattfindet. In diesem Bereich bleiben die Partikel durch Absorption der Laserstrahlung fluessig, unterhalb der heissen Zone erstarren sie. Durch die Volumenaufweitung des Kegels nach unten und das seitliche Zustroemen von Argon nimmt die Partikelkonzentration von oben nach unten stark ab. Die Partikel werden auf einer Filtermembran abgeschieden und mit einem Rasterelektronenmikroskop auf Groesse, Form und Agglomerationsgrad untersucht. Neben dem Ziel der Nanopartikelerzeugung werden die zugrundeliegenden Prozesse Verdampfung, Kondensation und Koagulation sowohl experimentell als auch theoretisch detailliert untersucht.

Entwicklung eines persönlichen Expositionsmodells für die Feinstaubbelastung

Feine und ultrafeine Partikel stellen auf Grund hoher Industrialisierung und zunehmender Verkehrsdichte ein zunehmendes Problem dar. Zahlreiche Studien konnten negative Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit nachweisen, die bei Belastung mit feinen und ultrafeinen Partikeln verursacht werden können. Diese Studie befasst sich mit der Erfassung der zeit- und aktivitätsbezogenen persönlichen Exposition. Hauptziel ist die Entwicklung eines persönlichen Expositionsmodels, welches in der Lage ist, Belastungen für Fein- und Ultrafeinstaub vorherzusagen.

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