Ultrafeine Partikel (UFP) - Orientierende Messungen

Ultrafeine Partikel (UFP) haben einen Durchmesser kleiner als 100 nm (1 Nanometer = 1 Millionstel Millimeter). Sie entstehen bei allen Verbrennungsprozessen, werden aber auch in der Atmosphäre aus gasförmigen Vorläufersubstanzen gebildet. UFP kommen in der Luft in unterschiedlicher Konzentration, chemischer Zusammensetzung, Größe und Form vor und sind hoch komplexe und dynamische Gemische.

Für UFP ist die Bestimmung der Anzahl der Teilchen pro Luftvolumen eine geeignete Nachweismethode. Entsprechende Messgeräte zeigen an, wie viele Partikel einer definierten Größe sich zu einem bestimmten Zeitpunkt in einem Kubikzentimeter Luft befinden.

Für die Masse von Feinstäuben gibt es gesetzlich regulierte Immissionsgrenzwerte. Derzeit gibt es keine gesetzlichen Regelungen für UFP-Immissionsgrenzwerte und damit auch keine Beurteilungsgrundlage. Zudem sind die UFP-Messverfahren noch nicht abschließend standardisiert.

Um Erfahrungen mit der Messung und über die Herkunft von UFP zu sammeln, führte die Universität Augsburg im Auftrag des LfU und in Kooperation mit dem Helmholtz Zentrum München das Forschungsprojekt "Einfluss lokaler Quellen auf die räumliche und zeitliche Verteilung ultrafeiner Partikel" 2017-2020 durch. In 2017 wurden gleichmäßig über das komplette Jahr verteilt acht vierzehntägige Messzyklen mit mobilen UFP-Messgeräten an sechs Standorten in Augsburg durchgeführt. Die orientierenden UFP-Messungen wurden an Standorten im (vor)städtischen Hintergrund, in Straßennähe, in einem Wohngebiet mit hohem Anteil an Feststofffeuerungen und in einem Industriegebiet vorgenommen.

Das Bild zeigt eine schematische Abbildung des Größenvergleichs von Feinstaubpartikeln. Ein menschliches Haar hat einen Durchmesser von 50 bis 70 Mikrometern. Auf dem Querschnitt eines Haares haben fünf bis sieben Feinstaubpartikel, wie etwa Hausstaub, Blütenstaub und Schimmelpilze, mit einem Durchmesser von 10 Mikrometern (PM10) Platz. Vier Feinstaubpartikel mit einem Durchmesser von 2,5 Mikrometern (PM2,5), die beispielsweise aus Verbrennungsprozessen stammen oder organischen oder metallischen Ursprungs sind, passen wiederum auf den Querschnitt eines PM10-Partikels. Auf den Querschnitt eines PM2,5-Partikels können sich 25 ultrafeine Partikel (UFP) mit einem Durchmesser von 100 Nanometern befinden. UFP entstehen bei allen Verbrennungsprozessen, darunter fallen auch Fahrzeugemissionen.
Auf dem Foto ist ein mobiles Messgerät zur Erfassung der Partikelanzahlkonzentration mit offener Gehäusetür abgebildet. Rechts oben auf dem Gehäuse befindet sich die Probenahmeeinrichtung und auf der linken Seite des Gehäuses sind an einem Stab Sensoren zur Erfassung meteorologischer Parameter zu sehen.

Die wesentlichen Erkenntnisse aus dem Projekt sind im Folgenden zusammengefasst:

  • Die UFP-Anzahlkonzentration ist stark von lokalen Quellen (Straßenverkehr, Industrie, Feuerungsanlagen) und der Meteorologie bestimmt.
  • Die UFP-Anzahlkonzentration korreliert gut mit gasförmigen Luftschadstoffen (Stickstoffdioxid und Kohlenmonoxid) weniger mit der Masse von Feinstaub (PM2,5 und PM10).
  • Repräsentative Messungen erfordern hohe technische und wissenschaftliche Standards.

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