Aerosolwissenschaft

Aerosolwissenschaft ist das interdisziplinäre Fachgebiet, das sich mit der Bildung, dem Verhalten, der Verteilung und den Auswirkungen von Aerosolen befasst. Aerosole sind feine Partikel oder Tröpfchen, die in Gasgemischen suspendiert sind und Größen von wenigen Nanometern bis zu einigen Mikrometern aufweisen. Typische Beispiele sind Staub, Rauch, Nebel, Meer- und Wüstenstaub sowie sekundäre organische Aerosole, die durch chemische Reaktionen entstehen. Die Disziplin verbindet Physik, Chemie, Umweltwissenschaften, Medizin und Ingenieurwesen.

Wichtige Konzepte umfassen Größen- und Zahlkonzentrationen, Verteilungen der Partikelgrößen, Hygroskopizität, Ladung und mechanische Eigenschaften. Zentrale Prozesse sind Emission, Transport und Turbulenz, Verdunstung, Verdichtung, Koagulation, Kondensation sowie chemische Umwandlungen und Wettereinflüsse. Typische Mess- und Analysemethoden reichen von optischen Partikelzählern, Impaktoren, Scanning Mobility Particle Sizer bis zu Aerosol-Spektrometrie und chemischer Analytik.

Anwendungsbereiche sind Luftqualitätsüberwachung, Klima- und Umweltforschung, Gesundheitsschutz am Arbeitsplatz, inhalative Toxikologie sowie pharmakologische Anwendungen wie Inhalationsmedikamente. Regulierung und Politik spielen eine Rolle, etwa Luftqualitätsnormen, Modellierungen von Aerosolverteilung und Überwachungsprogramme. Herausforderungen ergeben sich durch die Vielfalt der Quellen, die komplexe chemisch-physikalische Zusammensetzung, räumliche und zeitliche Heterogenität sowie Unsicherheiten in Messungen und Modellen, insbesondere bei sekundärem organischem Aerosol. Ziel der Aerosolwissenschaft ist es, Vorhersagen zu verbessern, Auswirkungen besser zu quantifizieren und Strategien für Umwelt- und Gesundheitsschutz zu entwickeln.