Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Ziel des Vorhabens ist die Anwendungserprobung neu entwickelter kalorimetrischer Sensoranordnungen f\u00fcr die Detektion gasf\u00f6rmiger Emissionen anhand von umweltrelevanten Fallbeispielen aus der Landwirtschaft. Durch Vergleich der neu entwickelten kalorimetrischen Sensoranordnungen mit bereits in anderen Gassensorarrays (Elektronischen Nasen) gebr\u00e4uchlichen Sensortypen sollen dar\u00fcber hinaus weitergehende Aussagen \u00fcber die Anwendbarkeit derartiger Me\u00dfsysteme f\u00fcr die Bewertung von Geruchsbel\u00e4stigungen, insbesondere durch landwirtschaftliche Anlagen, gewonnen und Ansatzm\u00f6glichkeiten f\u00fcr eine Optimierung der Ger\u00e4te herausgearbeitet werden.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenDas Ziel, gesicherte Erkenntnisse \u00fcber die Anwendbarkeit von elektronischen Geruchsme\u00dfsystemen und insbesondere von thermochemischen Sensoren bei der Messung geruchsrelevanter gasf\u00f6rmiger Emissionen zu gewinnen, soll durch vergleichende Messungen mit standardisierten olfaktometrischen Methoden an typischen Fallbeispielen erreicht werden. F\u00fcr die Bearbeitung sind dabei die folgenden Aspekte wesentlich:
\n–\tAls Fallbeispiele f\u00fcr relevante Geruchsquellen sollen landwirtschaftliche Anlagen ausgew\u00e4hlt werden (Kooperationspartner IFU).
\n–\tBei den Messungen werden gleichzeitig verschiedene Elektronische Nasen (MOSES II mit thermo-chemischen Sensoren, FOX4000, HKR) eingesetzt, um die spezifische Eignung der einzelnen Sensortypen beurteilen zu k\u00f6nnen (Kooperationspartner FH Anhalt).
\n –\tHauptziele der Messungen an den Realproben sind die Beurteilung der Empfindlichkeit der einzelnen Me\u00dfsysteme und die Untersuchung der Korrelation von olfaktometrischen und elektronisch gewonnenen Daten.
\n–\tIm wesentlichen sollen die Messungen mit diskontinuierlicher Probennahme erfolgen. In Abh\u00e4ngigkeit von den Untersuchungsergebnissen sind aber auch kontinuierliche Messungen mit Elektronischen Nasen unmittelbar an den Anlagen vorgesehen.<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
Die Ergebnisse der Arbeiten im Rahmen des Projektes Applikationsuntersuchungen zur Bestimmung gasf\u00f6rmiger Emissionen mit einem kalorimetrischen Sensormodul k\u00f6nnen wie folgt zusammengefasst werden:
\n1.\tDie Analyt-Konzentrationen bei Geruchsemissionen von Schweinestallanlagen sind ausreichend hoch, um mit Gassensor-Arrays (elektronischen Nasen) erfasst werden zu k\u00f6nnen.
\n2.\tOhne Probenvorbehandlung wie z.B. Anreicherung ist es jedoch nur mit Metalloxidsensoren m\u00f6glich, f\u00fcr eine quantitative Auswertung geeignete Signale zu erhalten. Gemessen an der Empfindlichkeit gegen\u00fcber Standardsubstanzen wie n-Butanol oder Heptan d\u00fcrften die sensorisch relevanten Komponenten deutlich unterhalb 50 ppm liegen.
\n3.\tDurch eine geeignete Probenaufbereitungstechnik konnten bei den Messungen St\u00f6reinfl\u00fcsse wie schwankende Luftfeuchte unterdr\u00fcckt bzw. kontrolliert werden. Wesentlich f\u00fcr die durchgef\u00fchrten Messungen war die genaue Einstellung und Konstanthaltung der Probenfeuchte \u00fcber einen vollst\u00e4ndigen Messzyklus.
\n4.\tDass diese experimentell-methodischen Randbedingungen entscheidend f\u00fcr erfolgreiche Sensoruntersuchen an Proben mit derart niedriger Analytkonzentration sind, machen die unterschiedlichen Ergebnisse deutlich, die mit den elektronischen Nasen MOSESII und FOX4000 erzielt worden sind.
\n5.\tDie auf eine Landwirtschaftsanlage beschr\u00e4nkten Untersuchungen zeigen, dass trotz der Messunsicherheiten von olfaktometrischen und chemosensorischen Messungen deutliche \u00c4nderungen der Geruchsstoffkonzentration (1000 GE\/m3) mit beiden Techniken gleicherma\u00dfen gut erfasst werden.
\n6.\tDank der flexiblen Messm\u00f6glichkeiten der an der BAF verwendeten elektronischen Nase, konnten deutliche, zeitabh\u00e4ngige Konzentrationsschwankungen beim Probenahmeprozess aufgedeckt werden. Da sich diese Konzentrationsschwankungen als geruchsrelevant erwiesen, konnten somit wichtige Hinweise f\u00fcr eine realistische Bewertung der olfaktometrischen Messungen gewonnen werden.
\n7.\tDie Musteranalyse der Ausgangsdaten der verwendeten elektronischen Nasen weist auf deutliche Unterschiede in den relativen Konzentrationen der sensorisch wirksamen Analyten hin. Unterschiede in der Zusammensetzung der \u00fcber die Laufzeit der Untersuchungen gewonnenen Proben konnten durch GC-MS-Messungen best\u00e4tigt werden.
\n8.\t\u00dcber die M\u00f6glichkeiten, durch Einbeziehung von Musterunterschieden den Zusammenhang zwischen olfaktometrisch bestimmten Geruchsstoffkonzentrationen und den Sensorsignalen noch besser zu quantifizieren, kann noch nicht abschlie\u00dfend geurteilt werden. Um z.B. fuzzy-neuronale Techniken anwenden zu k\u00f6nnen, muss der Umfang des Datenmaterials noch erh\u00f6ht werden. Dar\u00fcber hinaus ist die Konsistenz olfaktometrischer und chemosensorischer Messungen zu verbessern, um besonders die Messaufl\u00f6sung der olfaktometrischen Messmethode voll ausnutzen zu k\u00f6nnen.
\nAls nach wie vor problematisch muss die Vergiftungstendenz bei den Metalloxidsensoren angesehen werden. Da sich die untersuchten kalorimetrischen und QMB-Sensoren als wesentlich stabiler erweisen, sollten weiterf\u00fchrende Untersuchungen zur Einbeziehung dieser Sensortypen durchgef\u00fchrt werden. Die f\u00fcr die Arbeiten vorgesehenen Versuche zur Einbeziehung von Anreicherungstechniken konnten aus Kapazit\u00e4tsgr\u00fcnden nicht realisiert werden. Eine Empfindlichkeitserh\u00f6hung bzw. Anreicherung um den Faktor 100 sollte angestrebt werden.<\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
Teilergebnisse wurden zum 6th Intl. Symp. Olfaction & Electronic Nose (ISOEN 1999, T\u00fcbingen 1999) vorgestellt. Eine zusammenfassende Ver\u00f6ffentlichung der Ergebnisse erfolgt anl\u00e4sslich der Field Screening Europe 2001 im Mai 2001 in Karlsruhe.<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
Im Rahmen der vorliegenden Arbeit konnte ein messmethodisches Verfahren entwickelt werden, das die Detektion geruchsrelevanter Emissionen aus Stallanlagen mittels so genannter elektronischer Nasen gestattet. Kernst\u00fcck des Verfahrens ist eine spezielle Probenaufbereitung, die besonders den Einfluss der Luftfeuchte minimiert. Vergleiche von sensortechnisch und humansensorisch (olfaktometrisch) ermittelten Geruchsstoffkonzentrationen ergaben Korrelationen bei Intensit\u00e4tsunterschieden von > 500 GE m-3. Dabei wurden Schwankungen in der Probenzusammensetzung, ersichtlich an Hand von GC-MS-Analysen und Musterauswertungen der Sensorsignale, nicht ber\u00fccksichtigt. Bez\u00fcglich der unterschiedlichen Sensorarten muss festgestellt werden, dass beim gegenw\u00e4rtigen Stand der Technik von den untersuchten Sensoren nur MOX-Sensoren unter den gegebenen Bedingungen relevante Signale liefern.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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