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Probenvorbereitung

Dem Feinstaub auf der Spur

| Autor / Redakteur: Kerstin Dreblow* / Dr. Ilka Ottleben

Abb. 1: Durch Verbrennung fossiler Brennstoffe, Industrie und Verkehr entsteht Schwebstaub.
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Abb. 1: Durch Verbrennung fossiler Brennstoffe, Industrie und Verkehr entsteht Schwebstaub. (Bild: © Gina Sanders - Fotolia.jpg_Erwin Wodicka - wodicka@aon.at)

Durch die schädliche Auswirkung von Luftverunreinigungen gewinnt die Verbesserung der Luftqualität auf nationaler und internationaler Ebene immer mehr an Bedeutung. Laut Richtlinie 2008/50/EG sind Mitgliedsstaaten verpflichtet, den Gehalt an As, Cd, Ni und Pb in Feinstaub (PM10) zu überwachen.

Schwebstaub entsteht einerseits durch natürliche Prozesse (z.B. Vulkane, Sandstürme, Gischt) kann aber auch andererseits anthropogenen Ursprungs sein (z.B. Verbrennung fossiler Brennstoffe, Industrie und Verkehr). Als Feinstaub bezeichnet man nur den Teil des Gesamtschwebstaubes dessen aerodynamischer Durchmesser kleiner als 10 µm ist (PM10). Partikel, die von Schleimhäuten und Härchen im Nasenbereich nur teilweise zurückgehalten werden, also lungengängig sind, stehen hierbei im Mittelpunkt. Aufgrund der Partikelgröße, kann Feinstaub von den Lungenbläschen in die Blutbahn übertreten und somit im gesamten Körper verteilt werden. Die stärkste toxikologische Relevanz zeigen Feinststaub (PM2,5) sowie ultrafeine Partikel (UP; < 0,1 µm).

Wirkung von Feinstaub

Studien belegen, dass es einen direkten Zusammenhang zwischen der Feinstaubbelastung und schweren Gesundheitsauswirkungen gibt. Dabei ist in den letzten Jahren ein Anstieg bei folgenden Krankheiten festgestellt worden:

  • Atemwegsbeschwerden
  • Herz-Kreislauf-Erkrankungen
  • Lungenkrebs
  • Allergien

Die Partikel gelangen durch Nase und Mund in den Körper. Aufgrund der begrenzten Filterwirkung von Schleimhäuten und Nasenhärchen können PM10-Partikel die Lungenbläschen erreichen. Hier hängt der Grad der Schädigung nicht nur von der Partikelgröße ab sondern auch von der Toxizität der Partikel (beispielsweise As, Pb, Hg).

Normgerechte Überwachung

Zur Beurteilung der Luftqualität sind partikelgebundenes Pb, Cd, As und Ni als Bestandteil von PM10 in der Außenluft nach DIN EN 14902 zu kontrollieren. Der Norm folgend wird das Filtermaterial mit Mikrowellenaufschluss unter Verwendung von Salpetersäure und Wasserstoffperoxid bei 220 °C für 25 min aufgeschlossen und nachfolgend spektrometrisch bestimmt.

Um mehrere Filter gleichzeitig aufschließen zu können, wurde die Säuremischung angepasst. Neben HNO3:H2O2 8:2 (V:V), wurde zusätzlich 10 mL H2O zugegeben. Dadurch wird gewährleistet, dass das gesamte Filtermaterial in die Flüssigkeit eintaucht und das Risiko von Minderbefunden minimiert wird.

Die Richtigkeit der Methode wurde durch die Bestimmung der Wiederfindungsrate (n = 3) von ERM CZ-120 (Fine dust PM10 like) nach mikrowellenbeheiztem Druckaufschluss und Analyse mittels ICP-MS bestimmt.

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