Was ist Feinstaub?

Feinstaub ist ein Teil des Schwebstaubs. Die aktuelle Definition des Feinstaubs geht zurück auf den im Jahr 1987 eingeführten National Air Quality-Standard for Particulate Matter (kurz als PM-Standard bezeichnet) der US-amerikanischen Umweltschutzbehörde EPA (Environmental Protection Agency). Die ursprüngliche Definition des Feinstaubs basierte auf der Johannesburger Konvention aus dem Jahr 1959 und sah als Trennkorndurchmesser einen aerodynamischen Durchmesser von 5 µm vor.[2] Als Luftschadstoff wirkt sich Feinstaub negativ auf die Gesundheit aus, so kausal auf die Sterblichkeit, Herz-Kreislauf-Erkrankungen und Krebserkrankungen sowie wahrscheinlich kausal auf Atemwegserkrankungen.

EU Grenzwerte

In der EU-Richtlinie 1999/30/EG wurden folgende Grenzwerte für Feinstaub festgelegt:

  1. Der seit dem 1. Januar 2005 einzuhaltende Tagesmittelwert für PM10 beträgt 50 µg/m³ bei 35 zugelassenen Überschreitungen im Kalenderjahr.
  2. Der Jahresmittelwert für PM10 beträgt 40 µg/m³.

2002 wurde sie mit der Verordnung über Immissionswerte für Schadstoffe in der Luft – 22. Bundes-Immissionsschutzverordnung (BImSchV) vom 11. September 2002 in deutsches Recht umgesetzt.
2007 beschloss das EU-Parlament mit der Richtlinie 2008/50/EG verpflichtende Obergrenzen für Kleinstpartikel (PM2.5):

  1. Seit 2010 gilt ein Zielwert für PM2.5 in Höhe von 25 µg/m³ (dieser Wert ist anzustreben, er ist nicht verbindlich).
  2. Ab 2015 gilt ein Grenzwert für PM2.5 in Höhe von 25 µg/m³.
  3. Ab 2020 wird dieser Grenzwert für PM2.5 auf 20 µg/m³ abgesenkt.

PM10

In der ersten Fassung der amerikanischen Richtlinie wurde der Standard PM10 definiert, für den seit Anfang 2005 auch in der EU ein Grenzwert einzuhalten ist. Im Gegensatz zu der üblicherweise genannten Definition stellt PM10 keine scharfe Aufteilung der Immissionen bei einem aerodynamischen Durchmesser von 10 Mikrometern (10 µm) dar; vielmehr wurde versucht, das Abscheideverhalten der oberen Atemwege nachzubilden: Partikel mit einem aerodynamischen Durchmesser von weniger als 1 µm werden vollständig einbezogen, bei größeren Partikeln wird ein gewisser Prozentsatz gewertet, der mit zunehmender Partikelgröße abnimmt und bei ca. 15 µm schließlich 0 % erreicht. Technisch gesehen entspricht dies der Anwendung einer Gewichtungsfunktion (in der Fachsprache Trennkurve bzw. Trennfunktion) auf die Immissionen (in der Praxis wird dies durch einen größenselektiven Einlass an den Messgeräten erreicht). Aus dem Verlauf dieser Gewichtungsfunktion leitet sich letztendlich auch die Bezeichnung PM10 ab, da bei ca. 10 µm genau die Hälfte der Partikel in die Gewichtung eingehen.

PM2,5

Im Jahr 1997 wurde die amerikanische Richtlinie um PM2,5 ergänzt, die dem lungengängigen (alveolengängigen) Feinstaub (auch Feinststaub genannt) entspricht. Die Definition ist analog zu PM10, allerdings ist die Gewichtungsfunktion wesentlich steiler (100 % Gewichtung < 0,5 µm; 0 % Gewichtung > 3,5 µm; 50 % Gewichtung bei ca. 2,5 µm). Diese wesentlich schärfere Trennung lässt sich bei der Messung nicht mehr durch einen speziellen Einlass erreichen, hierfür kommen in der Praxis Impaktoren oder Zyklone zum Einsatz.

Feinstaubsenor

Private Messstationen

Um eine Feinstaub Messstation zu bauen ist wenig erforderlich. Für rund 50€ sollte sich jeder interessierte Bürger einen eigenen Sensor bauen können. Anleitungen zum Bau finden sich zum Beispiel unter Luftdaten.info. Die hier aufgenommenen Sensoren werden alle von Privatpersonen betrieben und senden ihre Daten entweder an die Datenbank des Projekts Luftdaten.info oder an die Infrastruktur des Nucleon e.V. und stehen dort als Open Data zur weiteren Nutzung bereit.

Weiterführende Infos zum Thema

  • Die IoT Usergroup hat einige spannenden Artikel zum Thema Feinstaub veröffentlicht. Sie brieten auch bei Bedarf Bastelabende oder Wochenend-Kurse zu Feinstaub Sensoren.
  • Sie bieten auch eine übersichtliche Feinstaub Karte für den Bereich Südschleswig an.