Feinstaub

Zum Thema Feinstaub hatte ich bereits vor einigen Wochen einen Text hier auf diesem Blog veröffentlicht: Feinstaub und Stickoxide. Damals hatte ich Ihnen gezeigt, wo die hessische Landesregierung Meßstationen betreibt, wie Sie an die dort gemessenen Daten herankommen, sie holen und mit eigenen Mitteln auf Ihrem PC auswerten können.

Ich habe mich danach gefragt, wie die Belastung mit Feinstaub bei mir in der Straße aussieht. Und im Ergebnis habe ich mir eine eigene Meßstation gebaut. So sieht dies bei mir jetzt aus:

Ich möchte Ihnen hier zeigen, wie groß der Aufwand für den Bau einer solchen Meßstation ist. Und ich will Ihnen Mut machen, auch eine solche Meßstation zu bauen und zu betreiben.

Aber erst noch einmal einige allgemeine Erläuterungen, damit wir dasselbe verstehen.

Was versteht man unter Feinstaub ?

In der Wikipedia finden Sie zu dieser Frage einen längeren Text, der so beginnt:

Feinstaub ist ein Teil des Schwebstaubs. Die aktuelle Definition des Feinstaubs geht zurück auf den im Jahr 1987 eingeführten „National Air Quality“-Standard for Particulate Matter (kurz als PM-Standard bezeichnet) der US-amerikanischen Umweltschutzbehörde EPA (Environmental Protection Agency). Die ursprüngliche Definition des Feinstaubs basierte auf der Johannesburger Konvention aus dem Jahr 1959 und sah als Trennkorndurchmesser einen aerodynamischen Durchmesser von 5 µm vor. Etwa 90 % des Feinstaubs in der Atmosphäre weltweit sind natürlichen Ursprungs, wie zum Beispiel durch Aerosol aus Meerwasser über den Ozeanen, vulkanische Aktivität und Waldbrände. Die restlichen 10 % sind anthropogenen Ursprungs (durch Menschen verursacht), überwiegend durch die Verbrennung von Kohlenstoffverbindungen.

Quelle: Wikipedia

In diesem Text wird auf die US-amerikanische Umweltschutzbehörde verwiesen. Auf der entsprechenden Seite dieser Behörde finden Sie dazu folgendes Bild:

© United States Environmental Protection Agency
gefunden hier: Particulate Matter (PM) Basics

Auf dem Bild sehen Sie ein Sandkorn durchschnittlicher Größe, wie Sie es an einem Strand finden. Daneben ist ein menschliches Haar abgebildet. Zusätzlich finden Sie die Feinstaub-Partikel in den Größen PM10 und PM2.5, um die es in der aktuellen Debatte zum Thema Feinstaub geht.

Sie sehen die Größen der einzelnen Partikel. Und PM10 (= die blauen Kügelchen) steht für Teilchen mit einer Größe kleiner als 10µm, d.h. kleiner als 1/100 Millimeter. Entsprechend steht PM2.5 (= die roten Kügelchen) für Teilchen mit einem Durchmesser kleiner als 2,5µm, d.h. kleiner als 1/400 Millimeter.

Feinstaub wird von Menschen eingeatmet, allerdings filtert die Nase einen großen Teil aus der Luft heraus. Je kleiner die Teilchen sind, desto schwieriger wird das herausfiltern dieser Teilchen und desto tiefer dringen diese Teilchen in die menschliche Lunge ein. Zu den Auswirkungen dieser Teilchen auf die Gesundheit eines Menschen schreibt Wikipedia:

Auswirkungen der restlichen Feinstäube sind die Verstärkung von Allergiesymptomen, die Zunahme von asthmatischen Anfällen, Atemwegsbeschwerden und Lungenkrebs sowie ein gesteigertes Risiko von Mittelohrentzündungen bei Kindern und Beeinträchtigungen des Nervensystems.[42] Daneben werden auch Auswirkungen auf Herz-Kreislauf-Erkrankungen (z. B. Herzinfarkt) angenommen. Das Ausmaß der Auswirkung von Partikeln auf die Atemwege hängt neben der chemischen Zusammensetzung auch von der Größe der Partikel ab: Je kleiner ein Partikel ist, desto tiefer kann es in die Lunge eindringen.

Quelle: Wirkungen auf die Gesundheit

Zusammengefasst: wir müssen da etwas tun! Aber was und wie?

Fahrverbote

In der Diskussion zur Lösung des Feinstaub-Problems findet man Schlagworte von Fahrverboten bis Verbot von Dieselmotoren. Stuttgart ist besonders betroffen und informiert seine Bürger: Gemeinsam für saubere Luft. In einzelnen Städten ergreift man auch bereits entsprechende Maßnahmen. So wurden in Hamburg einzelne Straßen gesperrt für Dieselfahrzeuge ohne Euro-6-Norm: Hamburg Diesel-Fahrverbote.

Was tun ?

Was kann man als Bürger tun? Nach meiner Vorstellung besteht der erste Schritt darin, einmal die Probleme zu bestimmen, und zwar möglichst genau. Und das habe ich gemacht, und zwar so: Luftverschmutzung selbst messen: In einer Stunde zum Feinstaub-Messgerät. Man baut sich sein Meßgerät selbst und kann dann feststellen, wie hoch oder niedrig die Feinstaubbelastung am Ort des Meßgerätes ist. Das Ziel ist, möglichst viele Daten zu gewinnen und damit anschließend auf die Politik einzuwirken: Wie man mit Daten die Luft verbessert.

Bauanleitung

Als Voraussetzung für eine solche Meßstation benötigt man ein WLAN, denn die Meßwerte sollen auf einer zentralen Karte dargestellt werden und dazu müssen sie an eine zentrale Stelle gesendet werden. Das Senden der Daten erfolgt per WLAN von der Meßstation an einen Router und von dort aus weiter an den zentralen Server - ohne WLAN geht halt nix. Und danach geht es los, hier finden Sie alle Schritte bis zum fertigen Meßgerät:

• einen allgemeinen Überblick über das Projekt finden Sie hier: Luftdaten selber messen
• die Liste der für die Meßstation benötigten Teile: Einkaufsliste
• hier wird die Software auf den im Meßgerät benötigten Computer gespielt: Firmware einspielen
• hier werden die Teile zusammen gebaut: Zusammenbau der Elektronik
• und die fertigen Teile in das Gehäuse gebaut: Messstation fertigstellen
• wir brauchen noch ein paar Daten zum WLAN: Konfiguration der Messstation
• und zuletzt müssen Sie noch eine Mail mit ein paar Daten zu Ihrer Station an die Gruppe in Stuttgart schicken: letzte Schritte

Das ist alles. Schauen Sie sich das bitte genau an und dann geht es los. Das sind die einzelnen Schritte:

• Teile bestellen bzw. besorgen nach Einkaufsliste: Feinstaubsensor – Bauanleitung
• in 2 - 4 Wochen kommen dann die Einzelteile per Post
• danach installieren Sie auf Ihrem PC die Arduino-Software
• die Software für das Meßgerät auf den kleinen Computer überspielen: Firmware einspielen
• mit 7 Kabeln die richtigen Beinchen miteinander verbinden
• mit Kabelbindern fixieren und die fertigen Teile in das Rohrstück schieben
• USB-Kabel an das entsprechende Netzteil und Sie sind fast fertig
• die Meßstation baut nun ein eigenes WLAN auf, typischerweise beginnt der Name dieses WLANs mit Feinstaubsensor_.
• So sah das bei mir auf dem Smartphone aus:
  
• auf Ihrem Smartphone oder einem Notebook verbinden Sie das Gerät mit diesem WLAN und rufen Sie im Browser diese Seite auf: 192.168.4.1
• damit erhalten Sie die Statusseite Ihrer Meßstation. Bei mir sah das so aus:
  
• Auf dieser Seite geben Sie die Daten Ihres WLANs ein
• notieren Sie sich bitte die Nummer des Meßgerätes (= ID) und schicken Sie die Statusseite zurück (=speichern)
• nun folgt noch die Mail an die Gruppe in Stuttgart (siehe letzte Schritte in der Bauanleitung)

Das ist alles. Bitte halten Sie sich an die beschriebenen einzelnen Schritte, denn diese funktionieren.

Aufwand

Die Einzelteile zusammen kosten etwa 30€. Und nach höchstens einer Stunde war alles fertig.

Hilfe

Sie brauchen trotzdem Hilfe? Entwickelt wurde dieses Projekt in Stuttgart, aber Stuttgart ist etwas weit, um mal kurz um Hilfe zu bitten. Aber auch in Frankfurt gibt es eine Gruppe, die bei solchen Projekten Unterstützung anbietet: OKLab Frankfurt. Oder Sie fragen beim CCC in Wiesbaden nach, denn bei denen ist das entsprechende Fieber ausgebrochen: In letzter Zeit ist bei uns vor Ort das ESP8266-Fieber ausgebrochen!, und ESP8266 ist genau das Teil, das in diesem Projekt verwendet wird.

Sie sehen, es gibt jede Menge Unterstützung für Ihr Projekt.

Ergebnisse

Nachdem alles fertiggestellt ist und die Meßstation im Freien an der Wand hängt, will man auch Ergebnisse sehen. Ich zeige Ihnen hier einmal die Ergenisse meiner Meßstation.

Die Ergebnisse können Sie auf dieser Karte einsehen: Übersichtskarte. Dies ist der Einstieg, also eine Weltkarte, aber Sie können sich in diesr Karte bewegen und vergößern, bis Sie eine gewünschte Station gefunden haben. Meine Station finden Sie hier: Meßstation in Erbenheim. Klicken Sie bitte auf das Sechseck in Erbenheim und am rechten Bildschirmrand erscheint die Station 15155 (= Id meiner Meßstation). Klicken Sie bitte auf das Pluszeichen vor dieser Zahl, dann öffnet sich ein Fenster mit Übersichtsdaten¹⁾. So sah das vor einigen Tagen bei mir aus:

Ort der Station

Meßergebnis

Daneben gibt es weitere Seiten, auf denen man sich die Meßergebnisse über einen längeren Zeitraum ansehen kann. Hier zwei Beispiele für solche Meßreihen meiner Meßstation:

Werte WPM10

Werte PM2.5

Ergebnisse

Das schaut alles gut aus, zumindest bei mir in der Strasse. Fahrverbote sind nicht zu befürchten, wobei ich auch kein Auto mit Dieselmotor fahre. Aber können Sie mir diesen Ausrutscher nach oben erklären? Wobei, die Werte liegen immer noch im zulässigen Bereich.

Kreuzfahrtschiffe

Bei Diskussionen zum Thema Feinstaub in unseren Städten kommt unweigerlich der Hinweis auf die Kreuzfahrtschiffe, die ein Vielfaches an Dreck in die Umwelt blasen als jedes Auto mit Dieselmotor. Ich möchte Ihnen hiermit versichern: Sobald ein Kreuzfahrtschiff an meiner Meßstation vorbeikommt, wird diese Station die Abgase messen und ich werde Ihnen diese Werte hier präsentieren. Versprochen.

Danksagung

Ein solches Projekt entsteht nicht von alleine. Und deshalb möchte ich Danke sagen an einige Menschen, die mich unterstützt haben.

Beginnen möchte ich mit Daniel und Volker von Freifunk Wiesbaden, die mich auf diese Seite hinwiesen: luftdaten.info.
Ein grossen Danke geht an die Leute von OKLabs Stuttgart: Feinstaubsensoren, daß sie dieses Projekt durchführen.
Ebenfalls danken möchte ich dem OK Labs Frankfurt am Main: Stadtentwickler in Frankfurt/M. gesucht!, das hat mir Mut gemacht.
Und last but not least geht mein Dank an Werner und Rainer für handwerkliche Unterstützung (ich bin halt doch bloß Theoretiker).






Anmerkungen:

1) Sollte bei Ihnen eine ander Zahl (=andere Station) erscheinen, dann klicken Sie bitte auf den Reload-Button Ihres Browsers und danach auf das Sechseck in Erbenheim. Dann erscheint die richtige Meßstation.