Ansätze zur Charakterisierung ultrafeiner Partikel aus dem Verkehr

Dieses Projekt soll den gegenwärtigen Kenntnisstand zu Entstehung, Vorkommen und Eigenschaften von metallischen ultrafeinen Partikeln (UFP) aus dem Straßenverkehr verbessern und einen ersten Beitrag für die Risikodiskussion leisten.

Aufgrund der zunehmenden Verwendung von nanometallischen Kraftstoffadditiven, Katalysatoren und Dieselpartikelfiltern scheint der Anteil metallischer UFP an der Gesamtmenge der von Kraftfahrzeugen emittierten Partikel zuzunehmen. Insbesondere der Bremsabrieb ist reich an Metallen und kann erheblich zur UFP-Belastung beitragen. Angesichts der bekannten Toxizität vieler Metalle kann der Gehalt von metallischen Partikeln im Ultrafeinstaub ein wichtiger Faktor sein, der bei der gesundheitlichen Beurteilung der UFP-Emissionen zu berücksichtigen ist.

Durch Messungen in verkehrsbelasteten Gebieten sollen Erkenntnisse über die Luftbelastung durch metallische UFP aus dem Straßenverkehr gewonnen werden. Um den Anteil der verkehrsbedingten Emissionen an der Gesamtbelastung abzuschätzen, sind zusätzlich Vergleichsmessungen in Reinluftgebieten geplant.

Um den Anteil von ultrafeinen Partikeln aus Kfz-Abgasen und Bremsabrieb abschätzen zu können, werden Untersuchungen an Prüfständen durchgeführt. Dabei soll ermittelt werden, in welchem Ausmaß metallische UFP unter realistischen Bedingungen aus Abgasen beziehungsweise Bremsabrieb freigesetzt werden. Diese Untersuchungen werden in Kooperation mit der Universität Bayreuth durchgeführt.

Abbildung 1 a) Probenahmestelle an einer stark befahrenen Straße im Stadtzentrum München b) Bremsenprüfstand an der Universität Bayreuth

Erste Messungen zeigten, dass die Anzahl metallischer UFP an den verkehrsbelasteten Standorten viel höher ist als an der Hintergrundmessstelle.

Die Messungen am Bremsenprüfstand konnten grundsätzlich die Freisetzung von ultrafeinen Partikeln beim Bremsen bestätigen. Dabei wurden Partikel bis zu 6 nm detektiert.

Abbildung 2: Anzahl ultrafeiner Metallpartikel an zwei Standorten.

Abbildung 3: Partikelanzahl in vier Größenfraktionen im Bereich 6 bis 100 nm

Des Weiteren soll der Anteil von metallischen UFP bei verschiedenen Prüfregimen untersucht werden. Verschiedene typische Fahrsituationen aus dem Pkw-Verkehr werden identifiziert und in Form von geschwindigkeits- und bremsdruckabhängigen Bremszyklen auf dem Prüfstand simuliert.

Ferner wird angestrebt, die im Rahmen des Projektes gemessenen Belastungen durch metallische UFP hinsichtlich ihrer Auswirkungen auf Mensch und Umwelt zu bewerten. Hierzu werden aus der verfügbaren nationalen und internationalen Literatur toxikologische und ökotoxikologische Wirkungsdaten von UFP recherchiert und in Kooperation mit den anderen Institutionen auf ihre Brauchbarkeit als Bewertungskriterien geprüft.