Partikelkonzentrationen

Partikelkonzentrationen bezeichnen die Menge an Partikeln in einem gegebenen Raumvolumen und werden meist als Teilchenanzahlkonzentration (Anzahl der Partikel pro Volumen) oder als Massenkonzentration (Masse der Partikel pro Volumen) angegeben. Je nach System kann auch die Volumenfraktion oder die Gewichtskonzentration relevant sein. In der Praxis unterscheiden sich Zahl- und Massenkonzentration oft deutlich, da kleine Partikel eine große Anzahl, aber nur geringe Masse darstellen.

In der Luft- und Umweltforschung spielen Partikelkonzentrationen eine zentrale Rolle. Besonders relevant sind Feinstaubmessungen wie PM2,5 und PM10, die die Konzentration von Partikeln mit Durchmessern kleiner bzw. kleiner gleich 2,5 bzw. 10 Mikrometern beschreiben. Messungen erfolgen mit optischen Partikelzählern, Scanning Mobility Particle Sizers (SMPS), Aerodynamic Particle Sizers (APS) oder durch gravimetrische Sammlungen. Die Ergebnisse werden typischerweise in Mikrogramm pro Kubikmeter (µg/m^3) angegeben; die Zahlkonzentration wird in Teilchen pro Kubikmeter angegeben. Konzentrationen hängen stark von Emissionen, Wetterbedingungen, Luftbewegungen und chemischen Reaktionen ab.

Auch in Flüssigkeiten und Suspensionen spielen Partikelkonzentrationen eine entscheidende Rolle. Hier kann die Konzentration als Anzahl der Partikel pro Volumen, als Massekonzentration oder als Volumenanteil (Volumenfraktion) angegeben werden. Die Partikelgrößenverteilung ist oft entscheidend; üblicherweise wird sie als log-normal beschrieben und beeinflusst Stabilität, Viskosität und Reaktionskinetik.

Partikelkonzentrationen dienen als grundlegendes Maß in Physik, Chemie, Umweltwissenschaften und Materialwissenschaften und helfen, Prozesse, Qualität und Gesundheitsrisiken zu bewerten.