Treibhausgasemissionen aus Mülldeponien: Charakterisierung der Methan-Isotopensignatur zur Bestimmung des Methanbudgets
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A. ZUSAMMENFASSUNG I
B. EINLEITUNG .4
B.1. METHAN IN DER ERDATMOSPHAERE .4
B.L.L. DER NATUERLICHE TREIBHAUSEFLEKT .4
B.1.2. DER ANTHROPOGENE TREIBHAUSEFLEKT .5
B. 1.2.1. DIREKTER STRAHLUNGSANTRIEB .5
B. 1.2.2. CHEMISCHE RUECKKOPPLUNG IN DER TROPOSPHAERE .6
B. 1.2.3. AUSWIRKUNGEN AUF DIE STRATOSPHAERE.6
B.2. MUELLDEPONIEN ALS METHANQUELLEN .6
B.2.1. DEPONIEGASBILDUNG .6
B.2.1.1. GASBILDUNGSPHASEN UND -PFADE.7
B.2.1.2. DEPONIEGASANTEILE .8
B.2.2. METHANQUELLSTAERKE .8
B.2.2.1. GLOBALE QUELLSTAERKEN .9
B.2.2.2. QUELLSTAERKE DER DEPONIE.9
B.3. ISOTOPENSIGNATUR IM METHANKREISLAUF .10
B.3.1. TERMINOLOGIE .11
B.3.2. BILDUNGSPROZESSE . 12
B.3.3. SEKUNDAERE PROZESSE .13
B.3.4. INFORMATIONEN FUER DAS METHANBUDGET .14
B.4. TDLAS FUER METHAN-CHARAKTERISIERUNG .15
B.4.1. MASSENSPEKTROSKOPIE ALS ALTERNATIVE .15
B.4.2. VORTEILE VON TDLAS .16
B. 5. FRAGESTELLUNG DIESER ARBEIT 16
C. EXPERIMENTELLES 17
C.1. BESCHREIBUNG DER MUELLDEPONIEN 17
C.L.L. ALLGEMEINE DEPONIEBESCHREIBUNG .17
C. I. I. I. DIE DEPONIEABDICHTUNG .17
C. 1.1.2. ENTSTEHUNG DES DEPONIEKOERPERS .17
C.L.L 3
.
DIE DEPONIEABDECKUNG .17
C. 1.1.4. DAS GASSAMMELSYSTEM .18
C.1.2. UNTERSUCHTE MUELLDEPONIEN .18
C. 1.2.1. DEPONIE I .19
C.1.2.2. DEPONIE II .19
C.1.2.3. DEPONIE III .19
C. 1.2.4. DEPONIE IV .19
C.2. MESSKAMPAGNEN .20
C.2.1. PROBENAHMESTRATEGIE . 20
C.2.1.1. GASBRUNNENPROBEN (TYP A) .21
C.2.1.2. TIEFENPROFILE (TYP B) .21
C.2.1
.
3
.
STATISCHE KAMMERN (TYP C) .21
C.2.1.4. LUV/LEE-PROBEN (TYP D) .22
C.2.2. PROBENAHME .22
C.2.2.1. GASBRUNNENPROBEN (TYP A) .22
C.2.2.2. TIEFENPROFILE (TYP B) .22
C.2.2.3. STATISCHE KAMMERN (TYP C) .22
C.2.2.4. LUV/LEE-PROBEN (TYP D) .23
I
BIBLIOGRAFISCHE INFORMATIONEN
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C.2.2.5 BODENPARAMETER .23
C.3. BESTIMMUNGEN DER ISOTOPENVERHAELTNISSE 23
C.3.1. TDLAS-MISOS 24
C.3.1.1. ABSORPTIONSSPEKTREN VON METHAN / MESSPRINZIP 24
C 3 1 1 A
NCH4 / L2CR .24
C 3 11B ,2CH,D/12CH4 .25
C.3.1.2. TDL .25
C 3 1 3 OPTISCHER AUFBAU VON MISOS .26
C.3.1.4. PROBENAUFGABE .28
C.3.1.5. MESSABLAUF .28
C.3.1 6. ANALYSE DER SPEKTREN UND AUSWERTUNG .29
C.3.2. IRMS .32
C.3.3. INTERKALIBRATION 33
C.4. SONSTIGE MESSPARAMETER 33
C.4.1. GASMISCHUNGVERHAELTNISSE 33
C.4.2. BODENPARAMETER 33
C.4.2.1. BODENFEUCHTE .34
C. 4.2.2. BODENPOROSITAET .34
D. ERGEBNISSE UND DISKUSSION 35
D.1. GASBRUNNENPROBEN (TYP A) 35
D.L.L. AUSGEWERTETE PROBEN 35
D.1.2. TYPISCHE ISOTOPENSIGNATUR .36
D.1.3. VARIATION DER ISOTOPENSIGNATUR.37
D. 1 3.1 ISOTOPENSIGNATUR DER AUSGANGSSTOFLFE .37
D L 3.2 VERSCHIEBUNG DER DEPONIEGASBILDUNGSPFADE 38
D.2. TIEFENPROFILE (TYP B) .39
D.2.1. GASMISCHUNGSVERHAELTNISSE IM BODEN 40
D.2. 11 TIEFENVERLAUF VON 0
2 UND N2 .40
D 2 1.2 TIEFENVERLAUF VON CR UND C02 UND 222RN .42
D.2.2. RELATIVE OXIDATIONSFAHIGKEIT DES DEPONIEBODENS 43
D.2.2.1 ERGEBNISSE .44
D 2.2.2. EINFLUSSPARAMETER .44
D.2.3. ABSOLUTE OXIDATIONSKAPAZITAET DES DEPONIEBODENS 44
D.2.3 1 METHANOXIDATION PRO FLAECHENEINHEIT .45
D.2 3 2 METHANOXIDATION PRO BODENMASSE .45
D.2.4. ISOTOPENSIGNATUR VON METHAN .47
D.2.4.1 EINFLUSS DER BODENPARAMETER .48
D.2.5. ISOTOPENFRAKTIONIERUNGSFAKTOR ALPHA .49
D 2 5 I GRUNDLAGEN FUER DIE BERECHNUNG .49
D.2.5.2. ERGEBNISSE .50
D.3. STATISCHE KAMMERN (TYP C) 51
D.3.1. GEMESSENE METHANFLUESSE 52
D.3.2. ISOTOPENSIGNATUR DER LOKALEN CH
4 EMISSIONEN 52
D.3.2.1. GEBIETE OHNE BODENABDECKUNG .53
D.3.2.2. GEBIETE MIT BODENABDECKUNG .53
D.3.2.3. EINFLUSS DER BODENPARAMETER .54
D.3.3. OXIDATIONSRATEN PRO FLAECHENEINHEIT 55
D.3.3.1. RELATIVE OXIDATIONSFAEHIGKEIT DES BODENS 56
II
D.3.3.2. ABSOLUTE OXIDATIONSKAPAZITAET .56
D.3.4. ZUSAMMENFASSUNG FUER PROBENTYP C .57
D.4. ATMOSPHAERISCHE MESSUNGEN (TYP D) .57
D.4.1. GRUNDLAGEN .58
D.4.2. FLAECHENGEMITTELTE ISOTOPENSIGNATUREN .59
D.5. METHANBUDGET FUER EINE DEPONIE .59
D.5.I. GRUNDLAGEN .60
D.5.2. ERGEBNISSE FUER DEPONIE III .61
D.5.3. ERBEBNISSE FUER DEPONIE IV .62
D.5.4. DISKUSSION DER METHANBUDGETS .63
D.5.4.1. OXIDATIONSFAEHIGKEIT DER BODENABDECKUNG .64
D.5.4.2. EMISSIONEN IN DIE ATMOSPHAERE.64
D.5.4.3. ISOTOPENSIGNATUR DER EMISSIONEN.65
D. 5.4.4. MASSNAHMEN ZUR EMISSIONSREDUZIERUNG.65
E. RESUEMEE . 67
F. ANHANG . 68
F.1. DANKSAGUNG . 68
F.2. LITERATURVERZEICHNIS .70
F.3. TABELLEN .80
F.4. ABBILDUNGEN .95
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