Wenn wir sie einatmen, bringen manche von ihnen krebserregende Stoffe bis tief in unsere Lunge. Sie kommen aus Dieselmotoren, Holzöfen oder Laserdruckern und man kann sie nur schwer messen. Die Rede ist von feinsten Partikeln, die in unserer Atemluft schweben, so genannte gasgetragene Feinstpartikel. Clausthaler Forscher haben nun ein Anzeigesystem entwickelt, das Feinstpartikel sofort und schon in geringsten Konzentrationen zuverlässig erfasst.
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Feinstpartikel sind so klein, dass sie fast keine Masse haben. Dafür haben sie eine vergleichsweise große Oberfläche, an die sich z.B. krebserregende Kohlenwasserstoffe anheften. Diese finden dann mit den Schwebeteilchen den Weg bis tief in unsere Lunge. Außerdem kann die Konzentration von Feinstaub in kurzer Zeit stark schwanken. Bisherige Überwachungssysteme, wie sie auch die Dieselruß-Normen der Europäischen Union (EU) vorsehen, können die Gefahrenquelle Feinstaub nicht angemessen erfassen: Sie zielen entweder auf die Masse der Schwebeteilchen ab, oder sie messen nicht schnell genug.
Kinder sind besonders stark belastet
"Wie genau die Feinstaubbelastung zu Asthma-Anfällen, Lungenentzündungen und Herzinfarkt beiträgt, ist zum Teil noch nicht geklärt", erklärt Professor Dr. Alfred Weber vom Institut für Mechanische Verfahrenstechnik (IMV) der Technischen Universität (TU) Clausthal. Es sei aber unbestritten, dass von Feinstpartikeln ein erhebliches gesundheitliches Risiko ausgeht. Besonders kleine Menschen und Kinder würden von Feinstäuben stark belastet, da die Konzentration von Feinstpartikeln in Bodennähe oft viel höher ist.
Neuer Sensor kleiner und sensibler
Die Forscher der TU Clausthal haben nun ein Überwachungssystem entwickelt, das unmittelbar und sehr empfindlich die Feinstaubkonzentration anzeigt. Unabhängig von der sehr geringen Masse des Feinstaubs misst er die Oberfläche der Partikel. Über den photoelektrischen Effekt reagiert der Sensor dabei besonders empfindlich auf Kohlenwasserstoffe, die sich an die Schwebeteilchen angeheftet haben. "Wenn Sie in zehn Metern Entfernung eine Zigarette rauchen, dann gibt mir der Sensor sofort das Signal, dass die Belastung für mich gestiegen ist", erklärt Weber. Damit sei der Sensor den bisherigen Systemen zur Feinstaubmessung weit überlegen.
Einsatz in der Abgaskontrolle
Eingesetzt werden könnte der Feinstaubdetektor laut Weber zum Beispiel zur Abgaskontrolle in Holzöfen, einer jüngst vom Umweltbundesamt identifizierten massiven Feinstaubquelle. Holzfeuer in Kaminen und Öfen in Haushalten und kleinen Firmen produzierten dem Bericht des Bundesamts zufolge mehr Feinstaub, als alle Pkw, Lkw und Motorräder zusammen. "Falls es zu einer Gesetzesänderung und damit zu strengeren Vorschriften für das Verbrennen von Holz kommt, haben wir bereits die Technik, mit der sich die neuen Grenzwerte kontrollieren lassen," sagt der Clausthaler Wissenschaftler.
Aber auch zur sofortigen Anzeige der Feinstaubbelastung an Straßen lässt sich der neue Sensor verwenden. "Die zeitliche Auflösung der Messung ist so groß, dass die Feinstaub-Emission unmittelbar angezeigt wird", so Weber. Mit solchen Messungen könnte auch die Dieselruß-Norm der EU auf eine neue Basis gestellt werden. "Messungen mit unserem Sensor ermöglichen Grenzwerte, die sich an der Belastung für Menschen orientieren. Gekoppelt etwa an innovative Verkehrsleitsysteme könnten sie Anwohner deutlich besser vor Gefahren durch Feinstaub schützen."
Ideenpark lädt ein zum „Technik entdecken“
Unter dem Motto "Technik entdecken – Zukunft gestalten" präsentiert der "IdeenPark 2006" der Firma Thyssen-Krupp gemeinsam mit dem Land Niedersachsen und über 50 Partnern neun Tage lang vom 20. bis zum 28. Mai im Deutschen Pavillon des Expo-Plaza in Hannover "Technik zum Anfassen und Begreifen". Auf der Ausstellung werden etwa 100 Exponate und Experimente zu sehen sein. Die TU Clausthal beteiligt sich mit fünf Exponaten und einem Vortrag am IdeenPark, der in diesem Jahr zum zweiten Mal stattfindet.
(Technische Universität Clausthal, 16.05.2006 – NPO)
