MOE-Fellowship: Kateryna Ulianova

Untersuchung der Luftverschmutzung auf Zivilflughäfen

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Es wird erwartet, dass die Anzahl der Flüge zwischen 2017 und 2040 tendenziell um weitere 42% steigen wird. Die CO- und NOx-Emissionen dürften bis 2040 um mindestens 21% und bis 2040 um 16% steigen (EASA). Dies wird nun zu einem der Hauptfaktoren, die die Entwicklung der Luftfahrtindustrie beeinflussen.

Während meines Projekts erhielt ich eine Ausbildung in analytischen Instrumenten zur Messung von Schadstoffen auf Flughäfen. Außerdem studierte ich die Zweckmäßigkeit des Low-Cost-Sensors zur Untersuchung von Luftzuständen. Ich erkannte zwar, dass die meisten der bestehenden spärlichen Überwachungsnetze hohe zeitliche Messwerte liefern, aber räumliche Daten dieser hochvariablen Schadstoffe werden nicht erfasst, was es schwierig macht, die sehr heterogene Luftqualität angemessen zu charakterisieren. Räumliche Informationen werden oft aus Modelldaten gewonnen, die nur durch Messungen aus den spärlichen Messnetzen eingeschränkt werden können. Während des Projekts untersuchte ich die kostengünstigen Sensornetzwerke, die diese fehlenden räumlichen Informationen ansprechen sollen.  Netzüberwachungsstationen sind zwar genau in ihren Messungen, aber nicht zahlreich. Neuartige, kostengünstige Sensoren könnten uns jedoch die Möglichkeit geben, neuartige Überwachungsnetze um Flughäfen herum zu entwickeln, um ein großes Untersuchungsgebiet abzudecken und so Antworten auf die räumliche und zeitliche Verteilung von Schlüsselschadstoffen wie NOx und Feinstaub zu liefern. Wie genau die Sensoren unter realen Bedingungen im Vergleich zu den in der Messstation verwendeten zertifizierten Techniken sind, ist noch eine offene Frage. 

In der vorliegenden Studie wurden drei kommerziell erhältliche kostengünstige Sensormodule in der Wuppertaler Innenstadt an der Messstation „Loher Kreuz“ von November 2019 bis Februar 2020 getestet. Die Messkampagne wurde von November 2019 bis Januar 2020 an der Messstelle Loher Kreuz in der Wuppertaler Innenstadt durchgeführt. 

Die herkömmlichen Im Laufe meiner Forschung kam ich zu dem Schluss: Die instrumentelle Überwachung (einschließlich der Chemilumineszenzmethode für NO/NOx) ist am besten geeignet, wenn alle Besonderheiten von Flugzeugen berücksichtigt werden (z. B. Änderung der Flughöhe und des Flugmodus, Sicherheitsabstand zur Landebahn). Diese Methode sollte vorzugsweise zur Bestandsaufnahme von Flughäfen, zur Untersuchung der Abgasfahne sowie zur Prüfung und Verifizierung von Emissionsmodellen verwendet werden. Für die Überwachung von Hintergrundkonzentrationen ist es sinnvoll, kostengünstigere Technologien (insbesondere Sensoren) zu verwenden, wenn sie mit Hilfe der Ergebnisse, die die instrumentelle Methode demonstriert, und Parametrisierungen angepasst werden, um eine höhere Genauigkeit als bisher zu erzielen.

AZ: 30019/861

Zeitraum

18.08.2019 - 17.09.2020

Land

Ukraine

Institut

Bergische Universität Wuppertal
Wuppertal Fakultät Mathematik und Naturwissenschaften
Physikalische und Theoretische Chemie

Betreuer

Prof. Dr. Peter Wiesen