Feinstaub Oldenburg

Spiegel Online berichtet wieder mal über die Verursacher und Gefahren Feinstaub. Interessant ist, das grundsätzlich Industrieprozesse die Hauptverursacher der Feinstaubbelastung in Deutschland sind. Die kleineren PM2.5 partikel werden außerdem hauptsächlich von Haushalten (z.B. Heizung und Kamine) und dem Verkehr erzeugt, wohingegen bei den größeren PM10 die Landwirtschaft ein weiterer Hauptverursacher ist (Quelle Umweltbundesamt).

Feinstaub kann weiterhin auch durch chemische Prozesse, an denen  Schwefeloxide, Ammoniak, Kohlenwasserstoffe und die leidigen Stickoxide beteiligt sind, entstehen.

Wie Golem.de heute berichtet hat China seit kurzem einen 100m hohen Turm in Betrieb genommen, der weitgehend passiv nach dem Prinzip eines Aufwindkraftwerkes Feinstaubpartikel aus der Luft filtert. Dies ist in China insbesondere im Winter ein Problem, da noch viel mit Kohle geheizt wird. Angeblich kann der Effekt durch den Filter auf einer Fläche von 10km^2 gemessen werden.

Ich habe gerade noch mal beim Umweltbundesamt die PM10 Grenzüberschreitungen für 2017 recherchiert: Es waren 13 in 2017, davon je 6 im Januar und Februar, sowie eine im August. 2016 waren es 8, 2015: 16, 2014: 28 und 2013:7 Überschreitungen.

Hier auch noch eine schöne Visualisierung der aktuellen Feinstaubentwicklung in Berlin. Diese Visualisierung mittels Heatmaps müsste man mal als Video produzieren.

Während zumindest die offiziellen Feinstaubgrenzwerte an der Messstation am Heiligengeistwall nicht mehr überschritten werden, ist dies bei den Stickoxiden (NOx) anders. Seit der Aufstellung der Station in 2012 werden die offiziellen Grenzwerte jedes Jahr überschritten. Hierzu gibt es auch eine gute Zusammenfassung der Maßnahmen der Stadt Oldenburg zur Luftreinhaltung. Nach der erstmaligen Überschreitung der Grenzwerte (damals an der alten Position der Messtation an der Nadoster Str.) wurde die Stadt zu verpflichtet, einen Luftreinhalteplan zu verfassen. Soweit ich bisher recherchiert habe, wollte der Oberbürgermeister auf eine Fortschreibung dieses Planes verzichten, was aber vom Umweltministerium von Niedersachen abgelehnt wurde.

An dem Messstandort am Heiligengeistwall sind 23,3 % der NO_x-Gesamtbelastung der regionalen Hintergrundbelastung zuzuschrieben und 19,2% dem Straßenverkehr. Soweit ich es aktuell überblicke, würde die Einrichtung einer grünen Zone nur 8% der in Oldenburg gemeldeten Autos betreffen und keinen der städtischen Busse. In Hannover wurde eine grüne Zone eingerichtet, brachte aber statt der erwarteten 10-13% nur 1% Entlastung. Die Stadt sucht daher nach anderen Alternativen, eine komplette Sperrung oder den Heiligengeistwall auf EInbahnstrassenbetrieb umzustellen brächte wohl die größte Entlastung, ist aber wg. der ÖPNV praktisch nicht umsetzbar. Es ist sicher auch fraglich, wie viele Mensche an diesem Hotspot wirklich betroffen sind.

Ich werde dieses Jahr das Thema weiter verfolgen und auch nach Möglichkeiten suchen, eigene Stickoxidmessungen vorzunehmen. Die Stadt betreibt weiterhin zehn NOx – Passivsammler, deren Standort ich noch ausfindig machen möchte. Die NWZ schreibt, dass die Stadt für den Betrieb der beiden Sammler 25.000 EUR (vom November 2017 bis Dezember 2018) ausgibt. Diese werden im vierwöchentlichem Rhythmus von einer zertifizierten Stelle ausgewertet. Weitere zwei Passivmelder werden  vom Lufthygienischen Überwachungsnetzes (LÜN) betrieben.

Standorte der Passivsammler, die durch die Stadt beauftragt betrieben werden:

• Heiligengeistwall (Referenzmesspunkt)
• Georgstraße
• Langenweg (Swarte Moor)
• Groß Bornhorster Straße
• Butenweg
• Gerhard-Stalling-Straße
• Wilhelm-Ahlhorn-Weg
• Hugo-Eckener-Straße
• Chaukenstraße
• Wehdestraße

Passivsammler-Messpunkte mit Betrieb durch LÜN:

• Theodor-Tantzen-Platz
• Brandsweg

Die NWZ berichtet weiterhin, dass die Messwerte nur am Ende der Messkampagne vorliegen. Den Grund werde ich noch versuchen herauszufinden. Auch, ob zumindest die Messwerte von LÜN verfügbar sind. Dazu habe ich gerade eine Einwohnerfrage an den entsprechenden Ausschuss formuliert.

Im gleichen Artikel schreibt die NWZ auch, dass die Stadt bis zum 31.12.17 Zeit hat, einen Maßnahmenkatalog vorzulegen, aus dem hervorgeht, wie die Stickoxidbelastung dauerhaft unter 40 Mikrogramm gesenkt werden soll. Ob dieser Maßnahmenbericht rechtzeitig fertiggestellt wurde, versuche ich noch zu recherchieren. Vermutlich ist dies der Maßnahmenbericht.

Die Grafik zeigt die von mir gemessenen gleitenden 24h PM10 Werte des vergangenen halben Jahres (in blau) – genauer vom 7.6.2017 bis heute, den 30.12.2017 im Vergleich zu den offiziellen gleitenden PM10 Werten aus Oldenburg (in orange).  Insgesamt habe ich in dieser Zeit 6082 offizielle Messwerte und 6750 eigene Messpunkte gesammelt.

In der Grafik fallen die blauen Spitzen auf, die ich mir bei Gelegenheit nochmal genauer ansehen werde. Auch fehlen mir Daten aus den Herbstferien, ihn denen ich versehentlich den Sensor abgeklemmt hatte. Insgesamt scheinen die Verläufe beider Kurven gut aufeinander zu passen. Für den oben angegebenen Zeitraum komme ich für meine Messungen im Vergleich zur offiziellen Messung auf eine recht hohe Korrelation von r=0.76.

Die Feiertage habe ich genutzt um diese Webseite auf eine eigene Domain umzuziehen. Diese Seite ist ab jetzt einfach direkt unter luftinoldb.de zu erreichen.

Die meisten Messungen, wie auch meine eigene, basieren auf den günstigen SDS010 Sensoren. Diese saugen Luft in eine kleine Kammer und Messen dann mittels eines gestreuten Lasers die Partikelanzahl. Problematisch wird dies insbesondere bei einer relativen Luftfeuchtigkeit von mehr als ca. 60%. Ab dann fangen die Feinstaubpartikel an, Wasser aufzunehmen, was leider die Messung stark beeinflusst. In Oldenburg passiert dies regelmäßig in den Abendstunden und natürlich auch bei feuchten Wetterlagen.

Professionelle Feinstaubmessungen verwenden ausgefeilte Lufttrocknungsverfahren um die Genauigkeit der Messung auch während Zeiten mit hoher relativer Luftfeuchtigkeit sicherzustellen. Einen Versuch einer vorherigen Lufttrocknung mit einem SDS010 Sensor habe ich noch nicht gefunden. Das dürfte dann vermutlich auch umfangreichere Kalibrierungsprobleme mit sich bringen.

Bernd Laquai hat im April diesen Jahres einen umfangreichen Bericht verfasst in dem er auf Basis der Daten im Stuttgarter Raum den Einfluss der Feuchtigkeit auf die Messung zeigt. Da Lufttrocknung gegenwärtig zu teuer und kompliziert erscheint, schlägt er vor, stattdessen den Messfehler mithilfe einer Feuchtigkeitsmessung zu kompensieren.

Ich habe bereits seit über einem Jahr einen Feuchtigkeitssensor in meiner Messstation integriert und erfasse mit jeder Feinstaubmessung auch die aktuelle relative Luftfeuchtigkeit. Allerdings macht die Lebensdauer des aktuell verwenden Feuchtigkeitssensors (DHT11) Probleme. Ich muss ihn gegenwärtig ca. alle 3 Monate austauschen, da er ab  dann durchgehend 99% Luftfeuchtigkeit meldet.

Daher werde ich zunächst versuchen, einen besseren Sensor zu finden und diesen zu integrieren. Danach würde ich auch versuchen, die von Bernd Laquai vorgeschlagene Kompensation der Messfehler umzusetzen. Ich bin gespannt, in wie weit ich dadurch die Genauigkeit der Messung verbessern kann.

Die Rückmeldung kam schon einen Tag später mit einer ausführlichen Antwort und einigen Tipps. So werden aktuelle Messungen auch im JSON Format stündlich aktualisiert zur Verfügung gestellt. PM2.5 Werte werden aktuell „aufgrund fehlender Beurteilungsmaßstäbe für zeitlich hochaufgelöste PM2,5-Messung im Sinne der 39. Bundes-Immissionsschutzverordnung (39. BImSchV)“ nur als Jahresmittelwert veröffentlicht. Allerdings liegen detailliertere PM2.5 Messungen vor und können auch zur Verfügung gestellt werden. Ich habe auch am 19.5. die angefordetren Daten des ganzen Jahres bekommen. Dies sind allerdings gleitende Durchschnittswerte aber vielleicht ein guter grober Anfang zu Validierung meiner Messerte. Die helle grüne Linie zeigt die offiziellen gleitenden PM10 Durchschnittswerte an, die ich mir stündlich aus dem offiziellem Messungen in meine Datenbank lade. Die dunkelgrüne Linie dahingegen die PM10 Durchschnittswerte meiner Messungen. Dies allerdings noch unter Vorbehalt, da ich noch mal genau die Zeitstempel ansehen und den eigenen Quelltext nach eventuellen Fehlern durchsuchen muss.

Ich habe bei entsprechender Stelle nach den fehlenden PM2.5 Messungen gefragt und weiterhin um die zur Verfügungstellung der Daten der letzten 365 Tage gebeten, damit ich die bei mir gemessenen Daten gegen die offiziellen Daten validieren kann.