Feinstaub: Neues Gerät soll präziser messen und Verursacher ausfindig machen

Während die Warnungen vor gesundheitsschädlichem Feinstaub anhalten, wird öffentlich weiterhin kontrovers über Verursacher und Gegenmaßnahmen diskutiert. Ein neues Messgerät könnte hier künftig eine bessere Handlungsgrundlage schaffen: Der Projektverbund "MONET" will einen Vor-Ort-Detektor entwickeln, der die Feinstaubbelastung schnell erfasst und so detaillierte Messwerte liefert, dass sogar einzelne Verursacher der Luftverschmutzung identifiziert werden können.

Feinstaub ist ein Gemisch von Schwebstoffen in der Außenluft. Man unterscheidet grobe (Durchmesser zwischen 2,5 und 100 Mikrometer), feine (unter 2,5 Mikrometer) und ultrafeine Partikel (unter 0,1 Mikrometer). Je kleiner die Partikel, desto weiter können sie beim Einatmen in den Körper eindringen: feine bis in die Lungenbläschen, ultrafeine sogar bis ins Blut. Herz-Kreislauf- und Atemwegserkrankungen bis hin zu Lungenkrebs können die Folge sein. In der Europäischen Union gelten daher Höchstwerte für die Feinstaubbelastung, die jedoch im vergangenen Jahr in vielen deutschen Städten überschritten wurden. Zu den Quellen des Feinstaubs zählen Straßenverkehr, Kraftwerke, Industrieanlagen, Gebäudeheizungen und natürliche Quellen. Bisher wird Feinstaub routinemäßig durch das Sammeln und Auswiegen der groben Partikel (PM10) erfasst; für genauere Informationen ist man auf personal- und zeitintensive Labormessungen angewiesen. Routinemessungen verraten bisher also nur wenig über Gefahrenpotenzial und Herkunft der Staubpartikel.

Das neue System soll dies entscheidend verbessern. Zum einen soll es im vollautomatischen Vor-Ort-Betrieb nicht nur die groben, sondern auch die feinen Partikel bis hinunter zu einer Größe von ca. 0,5 Mikrometern erfassen. Außerdem soll es dank des Prinzips der Einzelpartikelmessung den Verursachern auf die Spur kommen. Dazu werden die Staubpartikel unter UV-Licht in belebte und unbelebte Materie vorklassifiziert und dann mit molekülspektroskopischen Methoden (UV-Vis-Absorptions- und Raman-Spektroskopie) untersucht. Das Verfahren ordnet schließlich die Partikel typischen Emissionsklassen zu, z.B. verschiedenen Mineralstoffen, Reifenabrieb oder verschiedenen Rußarten.

Neben der Feinstaubdetektion könnte das Gerät weitere wichtige Anwendungen bedienen, beispielsweise im Arbeitsschutz bei der Produktion hochwirksamer Medikamente, im Zivilschutz und in der Mikroelektronik- und Halbleiterproduktion.

Um das neuartige Gerätekonzept zu verwirklichen, haben sich Spezialisten aus Industrie und angewandter Forschung zusammengetan. Der Startschuss für ihr Forschungsprojekt ist im Juli mit dem Förderbescheid des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) gefallen. Die G.I.P. Messtechnik GmbH (Pouch) und die rap.ID particle Systems GmbH (Berlin) werden nun zusammen mit dem Fraunhofer-Institut für Physikalische Messtechnik (Freiburg) und dem Institut für Physikalische Chemie der Universität Jena das Labormuster erstellen. Dieses soll seine Praxistauglichkeit bis Mitte 2010 in Feldtests durch die G3 Messtechnik GmbH (Eberswalde) beweisen.

Quelle: idw / Forschungsschwerpunkt Biophotonik