Aerosolkonzentrationen

Aerosolkonzentrationen bezeichnet die Menge von luftgetragenen Partikeln in einem bestimmten Volumen Luft. Aerosole bestehen aus festen oder flüssigen Tropfen unterschiedlicher Größe und chemischer Zusammensetzung und können natürlichen oder menschlichen Ursprungs sein. Die Konzentrationen werden in verschiedenen Kenngrößen angegeben, je nach Fragestellung: Massekonzentration in Mikrogramm pro Kubikmeter (μg/m3), Anzahlkonzentration in Teilchen pro Kubikzentimeter (oder pro Liter) oder Oberflächenkonzentration (Fläche pro Volumen).

Wichtige Größenklassen sind PM10 und PM2.5, wobei PM10 Partikel mit einem aerodynamischen Durchmesser von höchstens 10 μm bzw. PM2.5 mit höchstens 2,5 μm umfasst. Ultrafeine Partikel (<100 nm) sowie gemischte oder aggregierte Aerosole werden in spezialisierten Messungen erfasst. Die Zusammensetzung variiert stark und umfasst unter anderem mineralische Staubfraktionen, organische Substanzen, Salzpartikel, Silikate und Ruß (Black Carbon).

Die Messung erfolgt durch gravimetrische Verfahren (Filtergewichte nach Trocknung) und online-Verfahren wie Beta-Absorption oder TEOM. Optische Partikelzähler, laserbasierte Aerodynamik-Zähler (OPC, APS) und CPCs liefern die Anzahlkonzentration. Häufig werden gleichzeitig Masse- und/oder Anzahlkonzentrationen gemessen, um die Gesundheits- und Umweltbedeutung zu beurteilen.

Die Konzentrationen hängen stark von Quellen ab. Natürliche Quellen wie Staub aus Wüsten, Meer- oder Waldbränden sowie mechanische Emissionen tragen bei; menschliche Emissionen aus Verkehr, Industrie, Heizung und Landwirtschaft erhöhen lokale Konzentrationen. Temperatur, Feuchte, Stabilität der Atmosphäre und Luftwechsel beeinflussen die zeitliche Entwicklung sowie räumliche Muster, etwa stärkere Konzentrationen in Ballungsräumen oder während bestimmter Winde.

Aus gesundheitlichen und umweltrelevanten Gründen werden Aerosolkonzentrationen in Luftqualitätsüberwachungen regelmäßig gemessen. Internationale Richtlinien und EU-Verordnungen legen Grenzwerte für PM2.5 und PM10 fest, um Belastungen zu begrenzen. Die Messdaten unterstützen Beurteilungen von gesundheitlichen Auswirkungen, Luftqualität und Klimabeiträgen durch Aerosole.