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Ethylen (C2H4) gehört chemisch Zu den Alkenen und ist ein farbloses, erdölartig riechendes Gas. Es ist gekennzeichnet durch eine "ungesättigte" Kohlenstoff-Kohlenstoff-Bindung, die verantwortlich ist für seine hohe Reaktivität. Ethylen kommt in der Atmosphäre in einem Mischungsverhältnis vor, dessen Bereich sich von der Nachweisgrenze bei ca. 2 ppb in eher ländlichen Gebieten bis zu Spitzenkonzentrationen von mehr als 50 ppb in Stadtkernen erstreckt.
Seine Herkunft ist sowohl natürlicher als auch anthropogener Natur. Natürlich entsteht Ethylen als Reifegas beim normalen Stoffwechselvorgang in Früchten und Pflanzen. Anthropogen wird es in die Atmosphäre als Hauptkomponente der Abgase von Verbrennungsmotoren emittiert.
Das Problem des optimalen Transportes von Südfrüchten auf Schiffen ist eine Frage der Bereitstellung einer geeigneten Transportatmosphäre (controlled atmosphere-CA) auf Kühl- und Kühlcontainerschiffen. Das wiederum ist mit sehr energieintensiven Maßnahmen verbunden und damit eine Frage der Wirtschaftlichkeit.
Um einen optimalen Transport der Früchte über einen längeren Zeitraum zu gewährleisten, ist eine kontinuierliche bis quasi kontinuierliche Messung der Ethylenkonzentration der Kühlcontainerluft bzw. der Atmosphäre in den Kühlschiffen im Sinne einer optimalen Einstellung des Ethylengehaltes der Luft erforderlich. Dazu ist eine Meßtechnik nötig, die kontinuierlich im Spurenbereich Meßdaten liefert. Diese Meßtechnik muß außerdem robust und unter extremen Bedingungen, wie z.B. hohen Temperaturen und hoher Luftfeuche, einsatzfähig und dazu von Personal bedienbar sein, das nicht für den Umgang mit dieser Meßtechnik ausgebildet ist. Eine weitere wesentliche Forderung an die Meßtechnik besteht darin, daß das Gerät auch über einen längeren Zeitraum wartungsfrei und zuverlässig im Rahmen der geforderten Genauigkeit funktioniert. In der vorliegenden Arbeit wird ein Ethylen-Meßgerät vorgestellt, das auf dem Prinzip der Chemilumineszenz beruht und selektiv und kontinuierlich die Messung der Ethylen-Konzentration gestattet. Dazu ist dieses Gerät weitgehend den auf Kühlschiffen herrschenden Bedingungen angepaßt.
Die Deutsche Bundesstiftung Umwelt (DBU) fördert seit 1998 in einem Großverbund „Atmosphärische Diagnostik“ die Entwicklung neuer Analysenmesstechniken, die kommerziell nicht verfügbar sind. Unter anderem wird in diesem Rahmen auch ein Projekt zur Entwicklung eines Messsystems zur „Dreidimensionalen Aufnahme von Aerosolverteilungen“ gefördert. Die Leitung dieses Projektes wurde der Technischen Fachhochschule Wildau übertragen. Kooperationspartner sind das Institut für Lasertechnik der Fachhochschule Ostfriesland Emden und die Firma deka Sensor & Technologie Teltow.
Ziel des Projektes ist die Entwicklung eines mobilen Messgerätes, das nach einem holographischen Verfahren dreidimensionale Momentaufnahmen der Partikelverteilung in schneller Folge und damit auch Untersuchungen der Partikeldynamik gestattet. Das Projekt findet im Oktober 2000 bei einer Felderprobung des Messsystems auf dem Kleinen Feldberg im Taunus unter rauen Umweltbedingungen im Rahmen des Verbundes „Atmosphärische Diagnostik“ seinen Abschluss.
Über die Grundlagen der Entwicklung des Projektes „Dreidimensionale Aufnahme von Aerosolverteilungen“ und das Ergebnis der Arbeiten soll im Folgenden berichtet werden.