Staubzusammensetzung

Staubzusammensetzung bezeichnet die chemische, mineralogische und organische Beschaffenheit von Staubpartikeln in der Umwelt, Innenräumen und technischen Prozessen. Staub umfasst feste Partikel von wenigen Nanometern bis zu einigen Mikrometern. Die Zusammensetzung variiert stark mit Herkunft und Umgebung. Natürlicher Staub entsteht aus verwittertem Gestein, Wüsten- und Meeresstaub, vulkanischen Emissionen, Pollen und Mikroorganismen; anthropogener Staub entsteht durch Verkehr, Industrie, Bauwesen und Verbrennung. Typische Bestandteile sind mineralische Stoffe (Silikate wie SiO2, Oxide wie Fe2O3, Al2O3, Kalzium- und Magnesiumverbindungen), organische Substanz (organischer Kohlenstoff OC, teils elementarer Kohlenstoff EC/BC) sowie anorganische Salze (Sulfate SO4^2-, Nitrate NO3-, Chloride Cl-). Je nach Quelle können Metalle in Spuren vorkommen; biologische Partikel wie Sporen oder Hautschuppen sind häufig in Innenräumen präsent.

Zur Bestimmung der Staubzusammensetzung werden Proben aus Luft oder Oberflächen gewonnen (Filter, Deposition). Analytisch kommen Bulk-Verfahren wie Röntgenfluoreszenz (XRF), Induktiv gekoppeltes Plasma-Emissionsspektroskopie (ICP-OES/ICP-MS) und IC zum Einsatz. Organische Substanzen werden mit GC-MS oder LC-MS analysiert. Auf einzelner-Partikel-Ebene helfen SEM-EDS. Die Partikelgrößenverteilung wird durch optische Messungen, Sedimentationsprinzip oder Impaktorverfahren ermittelt und oft in PM10, PM2.5 eingeteilt.

Die Staubzusammensetzung beeinflusst Klima, indem Partikel Licht streuen oder absorbieren und Wolkenprozesse beeinflussen; Staub liefert auch Nährstoffe für Böden und Ozeane. In Innenräumen hat Staub Auswirkungen auf Hygiene und Gesundheit. Die Quellenbeziehungen der Bestandteile lassen sich durch chemische Marker nachvollziehen, um Emissionen zu steuern und Luftqualität zu bewerten. Die Staubzusammensetzung ist stark räumlich und zeitlich variabel.