Feinstaub PM2.5 hat erhebliche Auswirkungen auf die Gesundheit – Saferas Sensorsystem misst Feinstaub zuverlässig

Luftverschmutzung, einschließlich Feinstaub PM2.5, ist laut der Europäischen Umweltagentur EEA das größte umweltbedingte Gesundheitsrisiko in Europa.

Luftverschmutzung wirkt sich besonders in städtischen Gebieten erheblich auf die Gesundheit aus. Dort waren 96 % der Bevölkerung PM2.5-Werten ausgesetzt, die über den Richtlinien der WHO, der Weltgesundheitsorganisation, lagen.

Früher waren teure Messgeräte nötig, um Feinstaub zuverlässig zu messen. Das finnische Unternehmen Safera hat jedoch eine neue kostengünstige Lösung für die zuverlässige Messung und Datenanalyse von Feinstaub entwickelt.

Feinstaub ist unsichtbare, gesundheitsschädliche Luftverschmutzung

Partikel werden je nachdem in zwei Kategorien eingeteilt, wie tief Partikel verschiedener Größen in die menschlichen Atemwege und den Körper eindringen:

1. Inhalierbare Partikel, also PM10-Partikel
2. Feinstaub, also PM2.5-Partikel

Partikel mit einem maximalen Durchmesser von 10 Mikrometern werden inhalierbare Partikel oder PM10-Partikel genannt. Die größten dieser eingeatmeten Partikel bleiben wahrscheinlich im Rachen und in den oberen Bereichen der Lunge zurück und werden daher mit der Schleimbildung entfernt. Sie verursachen unter anderem Reizungen der oberen Atemwege.

Aus gesundheitlicher Sicht sind Partikel mit einer Größe von 2,5 Mikrometern oder weniger gefährlicher. Sie gelangen tiefer in die Lunge. Diese besonders schädlichen Partikel werden Feinstaub oder PM2.5-Partikel genannt. Feinstaub erreicht alle Bereiche der Lunge und verlässt die Lunge nicht wie größere Partikel mit dem Schleim.

Die kleinsten Feinstaubpartikel, also PM1-Partikel mit einem maximalen Durchmesser von 1 Mikrometer, können aus der Lunge auch in den Blutkreislauf gelangen.

Wenn ein Mensch Feinstaub einatmet, dringen die Partikel bis in die Lungenbläschen vor und sind gesundheitsschädlich. Insbesondere die geringe Größe der Partikel und ihre Fähigkeit, tief in den Körper einzudringen, verursachen Gesundheitsprobleme – unabhängig davon, aus welchem Stoff der Feinstaub besteht.

Zu beachten ist: Wenn die PM10-Konzentration angegeben wird, umfasst sie auch die Menge kleinerer Partikel, also PM2.5 und PM1. Ebenso umfasst der PM2.5-Wert auch die Menge der PM1-Partikel. Bei der Bewertung der gesundheitlichen Auswirkungen der Luftqualität ist es wichtig, dass das Messgerät Partikel verschiedener Größen messen und den Wert korrekt berichten kann – unabhängig davon, wie die Partikelgrößen in der Luft verteilt sind.

Für Feinstaub gibt es keinen sicheren Grenzwert

Feinstaub ist eine unsichtbare Gesundheitsgefahr, und seine Wirkung auf die Gesundheit wurde intensiv untersucht.

Partikel können zum Beispiel Atemnot verursachen. Besonders Asthmatiker sowie Menschen mit Herz- und Atemwegserkrankungen können schwere Symptome entwickeln. Feinstaub kann auch Lungenkrebs verursachen.

Nach den neuen Empfehlungen der WHO sollte die Exposition gegenüber PM2.5-Feinstaubkonzentrationen im Jahresmittel unter 5 μg/m³ und im 24-Stunden-Mittel unter 15 μg/m³ liegen.

Ein sicherer Grenzwert für Feinstaub wurde jedoch nicht bestimmt. Feinstaub ist immer ein Gesundheitsrisiko.

Feinstaub entsteht aus mehreren Quellen. Feinstaub ist fast überall vorhanden, sowohl drinnen als auch draußen. Deshalb ist es schwer, ihn nicht einzuatmen. Umso wichtiger ist es zu wissen, wie viel Feinstaub in der Luft ist, die Sie atmen, und wie Sie seine Entstehung durch eigenes Handeln verringern können.

<blockquote> <p>„Luftverschmutzung ist das größte umweltbedingte Gesundheitsrisiko in Europa. Sie ist eine wichtige Ursache negativer gesundheitlicher Auswirkungen: Luftverschmutzung verursacht und verschlimmert beispielsweise Atemwegs- und Herz-Kreislauf-Erkrankungen. Herzerkrankungen und Schlaganfälle sind die häufigsten Ursachen vorzeitiger Todesfälle, die auf Luftverschmutzung zurückzuführen sind, gefolgt von Lungenerkrankungen und Lungenkrebs.“</p> <p><a href="https://www.eea.europa.eu/publications/air-quality-in-europe-2022/health-impacts-of-air-pollution" target="_blank" rel="noopener">Europäische Umweltagentur (EEA)</a></p> </blockquote>

EEA: Luftqualität in Europa 2024

• 96 % der städtischen Bevölkerung der EU ist unsicheren Konzentrationen von Feinstaub (PM2.5) ausgesetzt.
• Der Null-Schadstoff-Aktionsplan des European Green Deal zielt darauf ab, vorzeitige Todesfälle durch PM2.5 bis 2030 gegenüber 2005 um mindestens 55 % zu reduzieren. Das endgültige Ziel ist, dass Luftverschmutzung bis 2050 keine wesentlichen gesundheitlichen Auswirkungen mehr hat.
• Die Mitgesetzgeber einigten sich im Februar 2024 auf ehrgeizigere EU-Luftqualitätsstandards.

Quelle: European Environment Agency

WHO: Luftverschmutzung im Freien

• Luftverschmutzung ist eines der größten Umweltrisiken für die Gesundheit von Kindern.
• 2019 lebten 99 % der Weltbevölkerung an Orten, an denen die WHO-Luftqualitätsrichtlinien nicht eingehalten wurden.

Quelle: WHO

Viele Geräte messen Feinstaub falsch – die gefährlichsten, also die kleinsten Partikel, werden nicht erkannt

Viele Lüftungssysteme in Gebäuden enthalten heute bereits Feinstaubsensoren, doch ihre Qualität kann stark variieren. Viele günstige Sensoren liefern keine zuverlässigen Informationen über die Menge an Feinstaub in der Atemluft.

Solche Sensoren sind oft darauf ausgelegt, nur die größten Feinstaubpartikel zu messen. Anschließend schätzen sie, wie viele der kleinsten Partikel wahrscheinlich in der Atemluft vorhanden sind.

Ein Problem entsteht, wenn sich hauptsächlich die kleinsten Partikel in der Luft befinden. In diesem Fall kann der Sensor eine mögliche Gefahr nicht erkennen. Die kleinsten Feinstaubpartikel, also PM1-Partikel, die für die Gesundheit am gefährlichsten sind, können für viele Sensoren vollständig unsichtbar sein. Die Sensoren halten die Luft für sauberer, als sie tatsächlich ist.

Saferas PM2.5-Sensoren sind so ausgelegt, dass sie auch PM1-Partikel direkt messen. So können sie unabhängig von der Verteilung verschiedener Partikelgrößen in der Luft ein zuverlässiges Ergebnis zur Luftqualität liefern.

Zuverlässige Datenerfassung erfordert häufig außerdem, dass Elektronik und Algorithmen der Sensoren an die vorgesehene Nutzung und Umgebung des Geräts angepasst werden. Das ist mit universellen Partikelsensoren nicht möglich. Mit dem von Safera entwickelten Sensorsystem und der agilen Entwicklungsumgebung können Sensoren einfach und schnell an die jeweilige Anwendung angepasst und kundenspezifisch optimiert werden. Das Ergebnis sind langlebige, genaue und zuverlässige Messgeräte für unterschiedliche Anforderungen.

Praktische Beispiele für den Einsatz von Algorithmen in unterschiedlichen Nutzungssituationen:

• Der kundenspezifische Algorithmus in Dunstabzugshauben berücksichtigt insbesondere besondere Situationen beim Kochen, etwa starke Schwankungen der Luftfeuchtigkeit und Veränderungen des Luftstroms, die bei generischen Sensormodulen große Ungenauigkeiten verursachen können.
• Auf Baustellen und Renovierungsstandorten verbessern kundenspezifische Vorfilterung und kundenspezifische Algorithmen die Lebensdauer und Genauigkeit von Sensormodulen unter extrem schmutzigen Bedingungen.

Langlebigere Feinstaubsensoren mithilfe eines Vorfilters

Safera verfügt über Erfahrung beim Einsatz von Feinstaubsensoren in anspruchsvollen Umgebungen.

Saferas Sensoren wurden beispielsweise in Dunstabzugshauben integriert, wo die Sensoren mechanisch vor Schmutz und Fett geschützt werden müssen. Für diesen Bedarf haben wir Vorfilterlösungen entwickelt, die außergewöhnlich widerstandsfähig gegen Schmutz sind.

Viele Sensorlieferanten können keine Vorfilterung für Sensoren anbieten, weil fertige Algorithmen deren Einfluss auf die Messergebnisse nicht berücksichtigen können. Unter schwierigen Bedingungen verschmutzen solche Sensoren schnell und fallen aus.

Zuverlässige Datenerfassung mit Vorfilterung erfordert Erfahrung und Aufmerksamkeit für viele Details. Die Vorfilterung muss so umgesetzt werden, dass sie die Messergebnisse der Sensoren nicht beeinflusst. Die KI-Algorithmen der Sensoren müssen zum Beispiel darauf trainiert werden, die langsame Verschmutzung während des Lebenszyklus des Vorfilters zu berücksichtigen.

Auch Räume, in denen die Luftfeuchtigkeit schwankt und die Luft sich schnell bewegt, können für Feinstaubsensoren anspruchsvoll sein. Auch in diesen Fällen können wir den Algorithmen jedoch beibringen, die Auswirkungen dieser Bedingungen auf die Messung zu berücksichtigen.

Sind Sie an der Messung von Feinstaub interessiert?

Mit Saferas patentierten Sensoren können selbst kleinste Feinstaubpartikel zuverlässig gemessen werden. Zudem wurde die Störfestigkeit der Sensoren auch in anspruchsvollen Umgebungen verbessert.

In Arbeitsumgebungen ist kontinuierliche Feinstaubmessung heute mit der Lösung Safera DustHero möglich. Sie ergänzt arbeitshygienische Messungen durch kontinuierliche Expositionsüberwachung.