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Feinstaubemissionen Definierte Analyse von Feinstaubemissionen

Redakteur: Olaf Spörkel

Feinstaubemissionen werden über das Gesamtgewicht der Partikel gemessen. Forscher am Fraunhofer-Institut für Lasertechnik haben jetzt ein Verfahren entwickelt, mit dem sich auch kleine Feinstaubpartikel, die ein erhöhtes Gesundheitsrisiko bergen, getrennt nachweisen lassen.

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Mikroskopie-Aufnahme von Feinstaub-Partikeln, die auf einem Filter gesammelt wurden.
Mikroskopie-Aufnahme von Feinstaub-Partikeln, die auf einem Filter gesammelt wurden.
( Bild: ILT )

Aachen – Die Grenzwerte für Feinstaubemissionen richten sich nach dem Gesamtgewicht der Partikel. Ultrafeine Partikel werden bei den bisher üblichen Methoden nicht explizit detektiert. Die Partikel sind schwer messbar, da sie lediglich einen Durchmesser von weniger als 100 Nanometern haben. Besonders die kleinen Feinstaubpartikel bergen jedoch ein erhöhtes Gesundheitsrisiko, da sie leicht in den menschlichen Organismus eindringen. Ein neues Verfahren, das Forscher am Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT in Aachen entwickelt haben, trennt sie nach Größe und bestimmt ihre Zusammensetzung - direkt am Ort der Entstehung. „Bisher richten sich die gesetzlichen Grenzwerte für Feinstaubemissionen nach dem Gesamtgewicht der Partikel“, sagt Dr. Cord Fricke-Begemann, Projektleiter am ILT. „Doch große Partikel sind viel schwerer als kleine. Mit Gewichtsmessungen kann man keinerlei Aussage darüber treffen, welche Menge an ultrafeinen Partikeln sich im Feinstaub befinden. Dabei sind diese oft gesundheitsschädlicher als die großen.“

Prinzip des Feinstaub-Messverfahrens

Das Messverfahren der Forscher besteht aus zwei Schritten: Zunächst werden die Partikel mithilfe eines Gasstroms nach Größenklassen getrennt und auf Filtern gesammelt. Anschließend untersuchen die Forscher die Zusammensetzung mit der Laser-Emissionsspektroskopie. „So können wir bestimmen, welche schädlichen Schwer- und Übergangsmetalle sich im Feinstaub befinden, etwa Zink, und in welcher Partikelgröße sie sich besonders anreichern“, sagt Fricke-Begemann. Die Methode liefert die Ergebnisse in weniger als 20 Minuten. Zudem erlaubt sie nach Aussage der Wissenschaftler einen hohen Durchsatz und eine direkte Messung vor Ort.

Jede Industrieanlage produziert Feinstaubemissionen. Dabei hinterlässt jedes Verfahren einen charakteristischen Fingerabdruck, der etwas über die Zusammensetzung und Größenverteilung der Partikel verrät. Dank ihrer Messmethode können die Wissenschaftler die Luft in angrenzenden Wohnbereichen überprüfen und feststellen, woher die Partikel kommen. Und sie können helfen, Strategien zur Emissionsreduzierung für die untersuchten Anlagen zu erstellen.

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