Feinstaubfilter Die Entwicklung eines Feinstaubfilters für Bus und Bahn - Ein Projekt von Areej Alsayed und Svea Brenk - girls for innovation
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Feinstaubfilter
Die Entwicklung eines Feinstaubfilters für Bus und Bahn
Ein Projekt von Areej Alsayed und Svea Brenk
Inhalt
1. Einleitung S. 2
2. Theoretischer Teil S. 4
2.1 Definition von Feinstaub S. 4
2.2 Feinstaubgrößen S. 5
2.3 Feinstaubquellen S. 6
2.4 Anteile der Feinstaubquellen S. 7
2.5 Gesundheitliche Auswirkungen von Feinstaub S. 9
2.6 Auswirkungen von Feinstaub auf das Klima S. 12
2.7 Richtlinien für Feinstaubkonzentration S. 13
2.8 Feinstaubfilter S. 15
3. Durchführung des Projektes S. 16
3.1 Anfänge des Projektes S. 16
3.2 Planung des Filters S. 18
3.3 Bonn S. 20
3.4 Unsere Website S. 21
4. Fazit S. 22
5. Unterstützung durch Dritte S. 23
6. Literaturverzeichnis S. 23
7. Anhang S. 27
1
1. Einleitung
Ständig atmen wir ein und wieder aus, jede Minute 12-18 Mal, das sind am Tag etwa 10.000
Liter Luft. Dabei nehmen wir nicht nur Gase wie Stickstoff oder Sauerstoff auf, sondern pro
Tag auch ungefähr 180 µg Feinstaub. Dieser besteht aus festen und flüssigen Partikel und ist
schädlich für unsere Gesundheit.
In der vorliegenden Arbeit werden wir uns mit der Frage beschäftigen, wie die Feinstaubwerte
in Städten verbessert werden können. Dabei ist es unser Ziel, im Gegensatz zu vielen bereits
vorhandenen Lösungen einen hohen Stromverbrauch zu vermeiden.
Wir behandeln das Thema Feinstaub im Rahmen des ersten Kölner MINT-Stipendiums.
Dieses Stipendium, welches vom Zdi-Zentrum (Zukunft durch Innovation) in Köln organisiert
wird, ist ausschließlich für Mädchen im Alter von 14-17 und soll deren Interesse an MINT-
Fächern (Mathematik, Informatik, Naturwissenschaften und Technik) fördern. Über den
Zeitraum eines Jahres besuchen wir Unternehmen mit einschlägig naturwissenschaftlichen
Profilen und lernen Role-Models kennen. Gleichzeitig beschäftigen wir uns in Kleingruppen
mit selbst gewählten Themen im MINT-Bereich und versuchen eine Lösung für unsere
Problemstellung zu entwickeln.
Unsere Gruppe setzt sich mit der hohen Feinstaubbelastung insbesondere in großen Städten
auseinander. Diese trägt zum Klimawandel bei und hat gesundheitsschädliche Folgen.
Zahlreiche Menschen sterben jedes Jahr an den Folgen durch Feinstaub ausgelöster
Krankheiten. Jede*r Einzelne ist betroffen. Einerseits produzieren wir alle Feinstaub, durch
Autofahren, Stromverbrauch oder das Heizen unserer Wohnung. Andererseits können die
daraus entstehenden Erkrankungen Jede*n treffen.
Um die Gesundheit der Menschen nicht noch weiteren Gefahren auszusetzen, muss das
Feinstaubvorkommen in der Luft verringert werden. Dafür ist es erforderlich, dessen
Freisetzung zu reduzieren. Außerdem muss der vorhandene Feinstaub aus der Luft
herausgefiltert werden.
In unserer Arbeit beschäftigen wir uns mit einer Lösung für das zweite Vorhaben. Wir finden
es wichtig, die Menschen und die Umwelt zu schützen und möchten mithelfen, die Welt ein
kleines Stückchen zu verbessern. Deshalb haben wir einen Feinstaubfilter entwickelt, der auf
Bahnen und Bussen befestigt wird und so die städtische Luft reinigt.
Zu Anfang werden wir uns der Frage annehmen, was Feinstaub eigentlich ist. Es werden die
verschiedenen Größen und Arten von Feinstaub definiert. Darauf folgt ein Vergleich der
2
Anteile der Feinstaubquellen in mehreren Gebieten. Weiterhin werden die Folgen von
Feinstaub auf unsere Gesundheit und das Klima aufgeführt. Als Nächstes befassen wir uns mit
den Feinstaubwerten unterschiedlicher Regionen und deren Richtlinien sowie den Grundlagen
von Feinstaubfiltern.
Der zweite Teil der Arbeit widmet sich unserem Projekt. Anfängliche Ideen, Vorgehensweisen
und einzelne Arbeitsschritte werden thematisiert, außerdem unsere Planungen des Filters und
dessen Eigenschaften. Im Anschluss werden wir uns die Ergebnisse unseres Projektes ansehen
und reflektieren, was gut funktioniert hat und wo Probleme aufgekommen sind. Schließlich
werden wir die Arbeit mit einem Ausblick auf unser nächstes Vorhaben und das Ziel unseres
Projektes beenden.
3
2. Theoretischer Teil
2.1 Definition Feinstaub
Als Feinstaub werden kleine Staubpartikel bezeichnet, die sich nicht direkt am Boden
ablagern, sondern eine Weile in der Luft schweben1. Ihre Größe liegt bei unter 10 μm
(Mikrometer), somit sind sie mit bloßem Auge nicht zu erkennen 2. Partikel dieser
Größenordnung sind inhalierbar, größere Partikel werden durch die Nasenhärchen und
-schleimhäute beim Einatmen aufgehalten3. Es wird zwischen verschiedenen
Entstehungswegen sowie -quellen unterschieden4. Die Verteilung der Ursachen hängt stark
von der Region ab5.
Feinstaub hat Auswirkungen auf das Klima und trägt zum Klimawandel bei 6. Außerdem
können die kleinen Partikel über unsere Atmung in unseren Körper eindringen, im
schlimmsten Fall sogar über die Lunge bis ins Blut. Dadurch erhöht sich das Risiko vieler
schwerwiegender Erkrankungen, unter anderem Lungenkrebs 7. Die Feinstaubbelastung
unterscheidet sich von Gebiet zu Gebiet, je nachdem, ob sich das Messgerät in einer
Großstadt oder in einer ländlichen Gegend, in der Nähe einer verkehrsreichen Straße oder
weit davon entfernt befindet8.
1 Vgl. Umweltbundesamt, 04.09.2013, unter: https://www.umweltbundesamt.de/service/uba-fragen/was-ist-
feinstaub [Stand: 15.03.2020]
2 Vgl. Umweltbundesamt, 26.07.2019, unter: https://www.umweltbundesamt.de/daten/luft/luftschadstoff-
emissionen-in-deutschland/emission-von-feinstaub-der-partikelgroesse-pm25 [Stand: 15.03.2020]
3 Vgl. Aub, Stefan, Strohr, Alexander und Weitere, 11.03.2020, unter: https://de.wikipedia.org/wiki/Feinstaub
[Stand: 15.03.2020]
4 Vgl. Umweltbundesamt, 04.09.2013, unter: https://www.umweltbundesamt.de/service/uba-fragen/aus-
welchen-quellen-stammt-feinstaub {Stand: 15.03.2020]
5 Vgl. Andersen, Zorana, Beelen, Rob, Raaschou-Nielsen, Dr. Ole,The Lancet Oncology, 10.07.2013, unter:
https://www.thelancet.com/journals/lanonc/article/PIIS1470-2045(13)70279-1/fulltext [Stand: 15.03.2020]
6 Vgl. European Environment Agency, 23.05.2013, unter: https://www.eea.europa.eu/de/signale/signale-
2013/artikel/klimawandel-und-luft [Stand: 15.03.2020]
7 Vgl. Moshammer, Doz. Dr. Hanns, 12.10.2018, unter:
https://www.gesundheit.gv.at/leben/umwelt/luftschadstoffe/feinstaub [Stand: 15.03.2020]
8 Vgl. Umweltbundesamt, unter:
https://www.umweltbundesamt.de/daten/luft/luftdaten/luftqualitaet/eJzrWJSSuMrIwMhA18BI18hgUUnmIi
CZl7pgUXHJEkNDI- PFKW5FcAWGQG5IPrL63CqORbnJTYtzEktOO3iWvBZdWv99cU5e-
mkHOZf_3xkYGAGidyQ_ [Stand: 15.03.2020]
42.2 Feinstaubgrößen
In diesem Abschnitt werden die verschiedene Feinstaubgrößen definiert und ihre
Auswirkung auf die Gesundheit verdeutlicht.
Der Feinstaub entsteht nicht nur aus unterschiedlichen Quellen 9, sondern auch es gibt ihn
auch in verschiedenen Größen. Um diese verschieden Größen zu verdeutlichen, sind sie als
drei bestimmte Größen eingeteilt. PM ist die Abkürzung für Particulate Matter und wird für
die Feinstaubgrößenordung als Maßeinheit verwendet1011.
PM10 sind die Feinstaubpartikel mit einem Durchmesser weniger als 10 µm
(1 µm=1/1000 mm)
PM2,5 sind die Feinstaubpartikel mit einem Durchmesser weniger als 2,5 µm
Ultrafeinstaub sind die Feinstaubpartikel mit einem Durchmesser weniger als 1 µm
Abb. 1 Feinstaubpartikel-Klassifizierung12
9 Vgl. Umweltbundesamt, 04.09.2013, unter: https://www.umweltbundesamt.de/service/uba-fragen/aus-
welchen-quellen-stammt-feinstaub [Stand: 15.03.2020]
10 Vgl. Umweltbundesamt, 04.09.2013, unter: https://www.umweltbundesamt.de/service/uba-fragen/was-ist-
feinstaub [Stand: 15.03.2020]
11 Vgl. Schweisfurth, Prof. Dr. med. Hans, Deutsche Gesellschaft für Umwelt- und Humantoxikologie, unter:
https://www.dguht.de/einfluss-von-feinstaub-auf-die-gesundheit/ [Stand: 15.03.2020]
12 Vgl. Bußgeldkatalog, 12.02.2020, unter: https://www.bussgeldkatalog.org/feinstaub-grenzwerte/ [Stand:
15.03.2020]
52.3 Feinstaubquellen
Im Folgenden werden die verschiedenen Entstehungswege von Feinstaub untersucht. Es wird
zwischen primärem und sekundärem Feinstaub unterschieden. Die zugehörigen Teilchen
werden Primär- bzw. Sekundärpartikel genannt.
Erstere sind direkt auf die Quelle zurückzuführen, sie entstehen beispielsweise durch
Verbrennungsprozesse13. Bei sekundärem Feinstaub hingegen handelt es sich um Gase, wie
etwa Schwefel- und Stickstoffoxide oder Kohlenwasserstoffe, die mit anorganischen Stoffen
(kohlenstofffreien Verbindungen14) reagieren15. Ein Beispiel für diesen Entstehungsweg ist das
in der Landwirtschaft freigesetzte Ammoniak (NH3). Dieses entstammt der
Düngerproduktion, bei der Gülle zusammen mit anderen organischen Stoffen (auf Kohlenstoff
basierend16) zersetzt wird. In der Atmosphäre reagiert das Ammoniak mit Schwefelsäure oder,
wie in den meisten Fällen in Westeuropa, Salpetersäure. Aus dieser Reaktion ergeben sich
Ammoniumsulfate und Ammoniumnitrate, welche als Feinstaub längere Zeit in der Luft
verweilen17.
Neben den unterschiedlichen Entstehungswegen wird auch in zwei Arten von
Feinstaubquellen getrennt. Auf der einen Seite kann Feinstaub auf natürliche Weise gebildet
werden. Dazu gehören unter anderem Vulkanausbrüche, Waldbrände und Bodenerosionen18.
Auch Pollen, Saharastaub und Sporen von Pilzen und Bakterien zählen zum Feinstaub
natürlicher Herkunft1920. Auf der anderen Seite gibt es die durch Menschen erschaffenen
Quellen. Diese sind für den größten Teil der Feinstaubemission verantwortlich 21 und
beinhalten neben Industrieanlagen, Kohlekraftwerken und Autoabgasen auch Öfen und
Kamine oder die Düngerherstellung in der Landwirtschaft22.
13 Vgl. Feinstaub-Luftreiniger, unter: http://www.feinstaub-luftreiniger.net/was-ist-feinstaub/ {Stand:
15.03.2020]
14 Vgl. Bauer, Anatoli, unter: https://uni-24.de/was-sind-anorganische-stoffe-und-was-organische-beispiele-
tz24/ [Stand: 15.03.2020]
15 Vgl. Umweltbundesamt, 04.09.2013, unter: https://www.umweltbundesamt.de/service/uba-fragen/aus-
welchen-quellen-stammt-feinstaub [Stand: 12.03.20]
16 Vgl. Bauer, Anatoli, unter: https://uni-24.de/was-sind-anorganische-stoffe-und-was-organische-beispiele-
tz24/ [Stand: 15.03.2020]
17 Vgl. Deutsche Umwelthilfe, unter: https://www.duh.de/projekte/ammoniak/ [Stand: 15.03.2020]
18 Vgl. Umweltbundesamt, 04.09.2013, unter: https://www.umweltbundesamt.de/service/uba-fragen/aus-
welchen-quellen-stammt-feinstaub [Stand: 15.03.2020]
19 Vgl. Buscher, Prof. Dr. Hans-Peter, unter: https://www.medicoconsult.de/feinstaub/ [Stand: 15.03.2020]
20 Vgl. Umweltbundesamt, 04.09.2013, unter: https://www.umweltbundesamt.de/service/uba-fragen/aus-
welchen-quellen-stammt-feinstaub [Stand: 15.03.2020]
21 Vgl. Umweltbundesamt, 11.02.2020, unter:
https://www.umweltbundesamt.de/themen/luft/luftschadstoffe/feinstaub [Stand: 15.03.2020]
22 Vgl. BUND, unter: https://www.bund.net/themen/mobilitaet/schadstoffe/feinstaub/ [Stand: 15.03.2020]
62.4 Anteile der Feinstaubquellen
Die Anteile der verschiedenen Ursprünge von Feinstaub, bezogen auf den Gesamtausstoß,
variieren je nach Region. Um diese Abweichungen zu veranschaulichen, werden in der
folgenden Grafik die prozentualen Anteile der Feinstaubquellen von PM2.5 in Städten
dargestellt. Es werden vier Gebiete, Westeuropa, die USA, China sowie die gesamten Welt
betrachtet. Dabei werden die unterschiedlichen Feinstaubbelastungen außer Acht gelassen.
Unter den Begriff Westeuropa fallen die Länder Deutschland, Frankreich, die Niederlanden,
Belgien, Luxemburg, Österreich, die Schweiz und Monaco. Zu China gehören außerdem noch
Taiwan, Nordkorea und die Mongolei. Die Daten basieren auf einer Studie zu globalen
Quellenanteilen von Feinstaub, erschienen im Atmospheric Environment23. Diese beruht auf
419 Daten aus 51 Ländern. Es wurde in fünf Quellen unterteilt. Die Kategorie Verkehr
beinhaltet zusätzlich zu Autoabgasen und der Verbrennung von Treibstoff, bei der
Vorläufergase für Sekundärpartikel freigesetzt werden, auch Brems- und Reifenabrieb sowie
Partikel, die durch Verschleiß der Kupplung und der Verkleidung entstehen. Unter Industrie
fallen Öl- und Kohleverbrennungen in Kraftwerken, Emissionen von anderen Industrietypen,
wie etwa die pharmazeutische oder die Metallindustrie und Ausstöße, die ihren Ursprung in
Hafengebieten haben. Die Gruppe Haushalt beschreibt Holz-, Kohle- und Gasverbrennungen
im Haushalt, die zum Kochen und Heizen genutzt werden. Die Natürlichen Quellen
schließen Staub und Meersalz, welches man in Küstenregionen findet, ein. In den Bereich
Unspezifizierte Quellen menschlicher Ursache gehören Sekundärpartikel, verursacht durch
Landwirtschaft, Energieerzeugung und Verschiffung.
100,00 %
90,00 %
80,00 %
70,00 %
Unspezifizierte Quellen
60,00 % menschlicher Ursache
50,00 % Natürliche Quellen
40,00 % Haushalt
Industrie
30,00 %
Verkehr
20,00 %
10,00 %
0,00 %
Welt Westeuropa USA China
Abb. 2 Anteile der Feinstaubquellen an Gesamtausstoß
23 Vgl. Adair-Rohani, Heather, Amann, Markus, Belis, Claudio, Bonjour, Sophie, Dora, Carlos, Karagulian,
Federico, Prüss-Ustün, Anette, Atmospheric Environment, Volume 120, Seite 475-483, Nov. 2015, unter:
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1352231015303320 [Stand: 15.03.2020]
7Man kann deutliche Abweichungen zwischen den verschiedenen Ländern erkennen. So liegt
beispielsweise der Beitrag des Verkehrs in Westeuropa und den USA bei etwa einem Viertel,
während in China gerade einmal 16,5% der Feinstaubemission aus diesem Bereich stammen.
Weiterhin ist der Anteil der unspezifizierten, vom Menschen verursachten Quellen im Westen
Europas sowie den USA mehr als eineinhalb mal so hoch wie in China. Auf der anderen Seite
ist dort der prozentuale Anteil der Industrieemissionen doppelt so hoch wie in den beiden
anderen Gebieten. Auch der Anteil des im Haushalt durch Kochen und Heizen produzierten
PM2.5 ist in den genannten asiatischen Ländern ein Stück größer. Des Weiteren nimmt der
Anteil des natürlichen Feinstaubes dort 17% ein, wohingegen in den Vereinigten Staaten ein
Zehntel und in den Ländern um Deutschland herum nur 5% der kleinen Partikel natürlichen
Ursprungs sind. Es fällt auf, dass sich die Verteilung in Westeuropa und den USA ähnelt,
während China eine anders zusammengestellte Einteilung aufweist. Sieht man sich die
Quellenverteilung der gesamten Welt an, erkennt man relativ ausgeglichen aufgeteilte
Abschnitte. Diese liegen der Tatsache zugrunde, dass die Aufteilungen in den verschiedenen
Regionen ziemlich variieren. So nimmt jede Quelle einmal den prozentual größten Anteil ein
und dann wieder einen kleineren, weshalb der Durchschnitt in der Mitte liegt.24. Insgesamt
unterscheiden sich die Anteile der einzelnen Quellen an der Gesamtbelastung deutlich, was
allerdings im großen Ganzen wieder zu einer Ausgeglichenheit führt.
24 Vgl. Adair-Rohani, Heather, Amann, Markus, Belis, Claudio, Bonjour, Sophie, Dora, Carlos, Karagulian,
Federico, Prüss-Ustün, Anette, Atmospheric Environment, Volume 120, Seite 475-483, Nov. 2015, unter:
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1352231015303320 [Stand: 15.03.2020]
82.5 Gesundheitliche Auswirkungen von Feinstaub
Feinstaub hat viele massiv gesundheitsschädliche Auswirkungen. „Je nach Größe und
Eindringtiefe der Teilchen sind die gesundheitlichen Wirkungen von Feinstaub verschieden“25.
In Deutschland sterben jährlich 66.000 Menschen vorzeitig aufgrund der Feinstaubbelastung
(PM2.5), damit gilt Feinstaub als der Schadstoff mit den massivsten gesundheitlichen
Auswirkungen26.
„Betroffen sind fast alle Organe, Organsysteme und Abläufe im menschlichen Körper: von
Lunge, Herz, Gefäßsystem, Fortpflanzungsorganen bis hin zu Stoffwechsel und Gehirn.“ 27. Je
kleiner die Feinstaubpartikel sind, desto leichter können sie in unseren Körper eindringen und
desto schädlicher sind sie folglich für unsere Gesundheit 28. So können die Feinstaubteilchen je
nach Größe unterschiedlich weit in die Atemwege eindringen 29. Von der Lunge aus können sie
über den Blutkreislauf tief in unseren Organismus gelangen.
Die Partikel, die größer als 10 µm sind, werden von Nase, Mund und Rachen abgefangen und
gefiltert30. Die Feinstaubpartikel, die zwischen 10 und 2,5 µm groß sind, können Luftröhre,
Bronchien und zu einem geringen Anteil die Lungenbläschen (Alveolen) erreichen. Die
ultrafeinen Partikel können bis in das Lungengewebe und sogar in den Blutkreislauf
eindringen31.
5 – 10 μm Nasen- und Rachenraum
3-5 μm Luftröhre
2 – 3 μm Bronchien
1-2 μm Bronchiolen
0,1 – 1 μm Alveolen (Lungenbläschen)
Abb. 3 Feinstaubteilchen-Eindringung im Körper3233
25 Umweltbundesamt, 11.02.2020, unter:
https://www.umweltbundesamt.de/themen/luft/luftschadstoffe/feinstaub [Stand: 15.03.2020]
26 Vgl. Umweltbundesamt, 13.10.2017, unter: https://www.umweltbundesamt.de/daten/umwelt-
gesundheit/gesundheitsrisiken-durch-feinstaub#ermittlung-der-gesundheitlichen-folgen-durch-
feinstaubbelastung [Stand: 15.03.2020]
27 Schneider, Dr. Alexandra, 2005, unter: https://www.helmholtz-
muenchen.de/fileadmin/EPI_II/PDF/Feinstaub_Schneider_2015.pdf
28 https://www.netdoktor.at/krankheit/klimawandel/feinstaub-6938256
29 Vgl. Schweisfurth, Dr. med. Hans, Deutsche Gesellschaft für Umwelt- und Humantoxikologie, unter:
https://www.dguht.de/einfluss-von-feinstaub-auf-die-gesundheit/ [Stand: 15.03.2020]
30 Vgl. Umweltbundesamt, unter:
https://www.umweltbundesamt.de/sites/default/files/medien/publikation/long/3565.pdf
31 Vgl. Umweltbundesamt, 11.02.2020, unter:
https://www.umweltbundesamt.de/themen/luft/luftschadstoffe/feinstaub [Stand: 15.03.2020]
32 Vgl. TROX, bereitgestellt von Pascal Pollmann
33 Vgl. STMUV, unter:
https://www.stmuv.bayern.de/themen/luftreinhaltung/verunreinigungen/feinstaub/index.htm,
[Stand: 15.03.2020]
9Zu den gesundheitlichen Auswirkungen zählen:
• Vermindertes Lungenwachstum bei Kindern
• Niedriges Geburtsgewicht
• Beeinträchtigungen von Geburten
• Atemwegserkrankungen bei Kindern
• verschiedene Krebsarten
• Allergien
• Asthma
• Chronisch obstruktive Lungenerkrankungen
• Lungenkarzinom
• Verschlechterung der Lungenfunktion
• Herzinfarkt
• Schlaganfall
• Diabetes mellitus
• Mittelohrentzündung
• Arteriosklerose
• Schleimhautreizungen
• erhöhte Thromboseneigung
• verstärkte Plaquebildung in den Blutgefäßen
• Schädigungen des Epithels der Lungenalveolen
• Entzündungen im Bereich des Rachens, der Luftröhre und der Bronchien
• Veränderungen der Regulierungsfunktion des vegetativen Nervensystems34 35 36 37
34 Vgl. Schweisfurth, Dr. med. Hans, Deutsche Gesellschaft für Umwelt- und Humantoxikologie, unter:
https://www.dguht.de/einfluss-von-feinstaub-auf-die-gesundheit/ [Stand: 15.03.2020]
35 Vgl. TROX, bereitgestellt von Pascal Pollmann
36 Vgl. Umweltbundesamt, 21.01.2019 , unter: https://www.umweltbundesamt.de/themen/luft/wirkungen-von-
luftschadstoffen/wirkungen-auf-die-gesundheit#aussenluft
37 Vgl. WHO Weltgesundheitsorganisation, 28.01.2013, unter:
http://www.euro.who.int/__data/assets/pdf_file/0020/182432/e96762-final.pdf?ua=1 [Stand: 15.03.2020]
10Eine Studie hat den Langzeiteffekt von PM2,5 auf die Sterbensrate bei anderen Krebsarten
als Lungenkrebs untersucht und bewertet. Die Studie wurde in Hongkong durchgeführt, wo
die PM2,5-Belastung sehr hoch ist. Es wurden 66.820 Personen rekrutiert, die zwischen 1998
und 2001 65 Jahre alt waren, und deren Todesfälle bis 2011 nachverfolgt. Die Ergebnisse
zeigten, dass die Langzeitbelastung von PM2.5 mit einem erhöhten Krebsrisiko in
verschiedenen Organen verbunden ist38 .
Kurz- und längerfristige erhöhte Belastungen durch PM10-Konzentrationen führen zu
gesundheitlichen Beeinträchtigungen394041.
Die gesundheitlichen Auswirkungen des Feinstaubes hinsichtlich der Kurzzeitbelastung :
• Die Sterblichkeit aufgrund akuter Atemwegserkrankungen bei Kindern unter fünf
Jahren und die Gesamtsterblichkeit der Bevölkerung steigt um knapp ein Prozent.
Die gesundheitlichen Auswirkungen des Feinstaubes in Bezug auf die Langzeitbelastung:
• Die Sterblichkeit aufgrund von Lungenkrebs (etwa 16 bis 20% aller Lungenkrebs-
Todesfälle ) und Herz-Lungenerkrankungen (etwa 11 bis 14% aller kardiopulmonaler
Erkrankungen-Todesfälle) bei Erwachsenen über 30 Jahren.
38 Vgl. Cancer Mortality Risks from Long-term Exposure to Ambient Fine Particle, 29.04.2016, unter:
https://cebp.aacrjournals.org/content/cebp/early/2016/04/18/1055-9965.EPI-15-0626.full.pdf
39 Vgl. Schweisfurth, Dr. med. Hans, Deutsche Gesellschaft für Umwelt- und Humantoxikologie, unter:
https://www.dguht.de/einfluss-von-feinstaub-auf-die-gesundheit/ [Stand: 15.03.2020]
40 Vgl. Umweltbundesamt, unter: https://www.umweltbundesamt.de/daten/umwelt-
gesundheit/gesundheitsrisiken-durch-feinstaub#ermittlung-der-gesundheitlichen-folgen-durch-
feinstaubbelastung [Stand: 15.03.2020]
41 Vgl. Umweltbundesamt: Feinstaubbelastung in Deutschland, unter:
https://www.umweltbundesamt.de/sites/default/files/medien/publikation/long/3565.pdf [Stand: 15.03.2020]
112.6 Auswirkungen von Feinstaub auf das Klima
Feinstaub gehört zu den Klimatreibern, die Einfluss auf die Menge der Sonnenenergie
(Wärme) haben und eine Ursache der globalen Erwärmung und des Klimawandels sind.
„Feinstaub ist ein komplexer Schadstoff. Abhängig von seiner Zusammensetzung kann er
einen abkühlenden oder wärmenden Effekt auf das lokale und globale Klima haben.“.
Manche Arten von Feinstaub (Schwefel- oder Stickstoffverbindungen) haben einen
gegenläufigen Effekt und können die Sonnenenergie reflektieren. Somit haben sie einen
abkühlenden Effekt. Auf der anderen Seite gibt es Feinstaubarten wie schwarzer Kohlenstoff
(einer der wesentlichen Bestandteile von feinem Feinstaub), die die Sonnenstrahlung
absorbieren. Wenn die Feinstaubteilchen die Wärme speichern, können sie zu einer
Erwärmung führen.
Wenn die Feinstaubpartikel, die einen wärmenden Effekt haben, auf einer Schnee- und
Eisdecke landen oder gelangen an Pole und auf Gletscher gelangen und sich dort ablagern,
können zunehmend die Eisschichten verdunkeln und das Reflexionsvermögen (Reflexion der
Sonnen- und Infrarotstrahlung) vermindern. Damit verursachen der Feinstaub, dass die Erde
die Wärme absorbiert und eine Rolle bei der Erderwärmung spielt. Diese Erwärmung führt
dazu, dass das Abschmelzen der Eisschicht beschleunigt wird und die Eisdecken schneller
schrumpfen4243.
42 Vgl. Die Europäische Umweltagentur (EUA): Klimawandel und Luft, 10.12.2019, unter:
https://www.eea.europa.eu/de/signale/signale-2013/artikel/klimawandel-und-luft [Stand: 15.03.2020]
43 Vgl. Bund für Umwelt und Naturschutz Deutschland, unter:
https://www.bund.net/themen/mobilitaet/schadstoffe/feinstaub/ [Stand: 15.03.2020]
122.7 Richtlinien für Feinstaubkonzentration
Jahresmittelwerte Tagesmittelwerte Erlaubte
Überschreitung
(Tage/Jahr)
PM10 PM2.5 PM10 PM2.5 PM10 PM2.5
WHO44 20 μg/m3 10 μg/m3 50 μg/m3 25 μg/m3 - -
Europäische 40 μg/m3 25 μg/m3 50 μg/m3 - 35 -
Union45
USA - 12 μg/m3 150 μg/m3 35 μg/m3 1 -
China 70 μg/m3 35 μg/m3 150 μg/m3 75 μg/m3 - -
Abb. 4 Feinstaubgrenzwerte 46
Zum Schutz der menschlichen Gesundheit gelten europaweit Grenzwerte für die
Feinstaubbelastung47. Die Weltgesundheitsorganisation (WHO) empfiehlt deutlich
niedrigere und strengere Feinstaubgrenzwerte als die EU. Die Grenzwerte der EU sind
ungefähr doppelt so hoch, wie von der WHO vorgeschlagen.
44 Vgl. WHO, unter;
https://apps.who.int/iris/bitstream/handle/10665/69477/WHO_SDE_PHE_OEH_06.02_eng.pdf;jsessionid=8
B339DE0A86262DCF1F9AFE1CA969378?sequence=1 [Stand: 15.03.2020]
45 Vgl. European Comission, unter: https://ec.europa.eu/environment/air/quality/standards.htm [Stand:
15.03.2020]
46 Vgl. Wikipedia, unter https://en.wikipedia.org/wiki/Particulates [Stand: 15.03.2020]
47 Vgl. Schweisfurth, Dr. med. Hans, Deutsche Gesellschaft für Umwelt- und Humantoxikologie, unter:
https://www.dguht.de/einfluss-von-feinstaub-auf-die-gesundheit/ [Stand: 15.03.2020]
13Die WHO sieht die heute geltenden EU-Grenzwerte als sehr hoch an 484950. „Laut
Weltgesundheitsorganisation und zahlreicher anderer Experten sind schon die heute
geltenden Grenzwerte viel zu hoch, um nicht gesundheitsgefährdend zu sein. Die Werte
müssten also weiter gesenkt werden“ 51.
Die empfohlenen Richtlinien für Feinstaub werden nicht immer eingehalten. So betrug der
Jahresmittelwert von PM2.5 in China 2017 58 µg/m3 anstatt die vorgegebenen 35 µg/m352. In
Deutschland sanken die Werte seit Mitte der 1990er Jahre, als man anfing Messungen
anzustellen, um etwa die Hälfte. Wahrend 1996 noch eine PM10-Belastung von 50 µg/m 3 an
verkehrsnahen Orten vorlag, wurde dort 2018 nur noch ein Jahresmittelwert von 22 µg/m3
gemessen. Die Werte im städtischen Hintergrund sowie auf dem Land liegen bei 18 bzw. 14
µg/m353. Seit 2012 wurden die Bestimmungen für die Jahresmittelwerte nicht mehr
überschritten. Auch die Tagesmittel werden in den letzten Jahren zum größten Teil
eingehalten. Die Grenzlinie von 35 Überschreitungen der für PM10 vorgegebenen 50 µg/m 3
im Jahr hielten überschritten 2006 noch 56% der Stationen in Nähe starkem Verkehres, 2018
ist der Anteil, mit einer Ausnahme in Industrienähe, gleich Null gesunken54.
48 Vgl. Umweltbundesamt: Wirkung auf die Gesundheit, 21.01.2019, unter:
https://www.umweltbundesamt.de/themen/luft/wirkungen-von-luftschadstoffen/wirkungen-auf-die-
gesundheit#grenz-und-zielwerte-fur-die-luftreinhaltung Stand: 15.03.2020]
49 Vgl. Schweisfurth, Dr. med. Hans, Deutsche Gesellschaft für Umwelt- und Humantoxikologie, unter:
https://www.dguht.de/einfluss-von-feinstaub-auf-die-gesundheit/ [Stand: 15.03.2020]
50 Vgl. bußgeldkatalog: Feinstaub-Grenzwete, unter: https://www.bussgeldkatalog.org/feinstaub-
grenzwerte/#faq_feinstaub-grenzwerte Stand: 15.03.2020]
51 BR, unter: https://www.br.de/themen/wissen/feinstaub-gesundheitsrisiken-diabetes-herzinfarkt-demenz-
100.html
52 Vgl. Breitkopf, A. 19.03.2018, unter:
https://de.statista.com/statistik/daten/studie/817531/umfrage/durchschnittliche-feinstaubwerte-fuer-peking/
[Stand: 15.03.2020]
53 Vgl. Umweltbundesamt, 01.11.2019, unter: https://www.umweltbundesamt.de/daten/luft/feinstaub-
belastung#feinstaubkonzentrationen-in-deutschland [Stand: 15.03.2020]
54 Vgl. Umweltbundesamt, 01.11.2019, unter: https://www.umweltbundesamt.de/daten/luft/feinstaub-
belastung#uberschreitungssituation [Stand: 15.03.2020]
142.8 Feinstaubfilter
Ein Feinstaubfilter hat die Aufgabe, die kleinen, gesundheitsschädlichen Partikel aus der Luft
abzusondern. Es gibt mehrere Verwendungszwecke, wie etwa für Innenräume, Kaminöfen
oder Autoauspuffe. Um die Filter in Klassifizierungen einzuteilen, unterscheidet man
zwischen den drei Größenbereichen PM10, PM2.5 und PM1. Außerdem wird angegeben, wie
viel Prozent Feinstaub abgeschieden wird55. Ein Filter hat beispielsweise die Bezeichnung
ISO ePM10 60%, was bedeutet, dass 60% des PM10, also der Partikel zwischen 0,3-10µm,
abgesondert werden. ISO ist die Abkürzung für International Organization for
Standardization, eine Vereinigung, welche sich um Verfassung von Richtlinien kümmert.
Hierbei zeigt es an, dass es sich um eine weltweite Norm handelt. Das e steht für Effektivität,
also die Abscheideleistung von PM1056.
Es bestehen mehrere Arten zum Filtern von Feinstaub. Zum einen gibt es die einfachen
Filtermedien, flache Medien mit wenig Platz zum Sammeln des Staubes. Daraus wurden die
Taschenfilter entwickelt, bei denen die Filtermedien zu mehreren Taschen genäht werden.
Eine weitere Art ist der MiniPleat Filter. Dabei handelt es sich um gefaltetes Filterpapier,
welches im Gegensatz zu Taschenfiltern weniger Speicherfähigkeit hat, dafür allerdings
höheren Geschwindigkeiten standhält. Aus den MiniPleat Filtern leiten sich die Kompaktfilter
sowie die Filterzellen ab. Der Unterschied dabei besteht darin, dass ersterer aus einer
Filterplatte aufgebaut ist, während bei den Filterzellen einige Platten zu einer W-Form
angeordnet sind57. Auch gibt es Filter, die mit Aktivkohle arbeiten58.
Die verschiedenen Filterarten gibt es mit verschiedenen Filtermaterialien. So können sowohl
die gefalteten als auch die Taschenfilter aus Chemie-, Kunst- oder Glasfaser. Zudem kann
man unterschiedliche Formen herstellen und die Höhen und Breiten bestimmen, um einen
passgenauen Filter zu konstruieren59.
Bekannte Filterfirmen sind beispielsweise TROX GmbH, welche Lüftungsanlagen für
Gebäude herstellen oder MANN+HUMMEL, die Entwickler des Filter Cubes, der unter
anderem in Stuttgart die Straßenluft reinigt60.
55 Vgl. Informationen über TROX, bereitgestellt von Pascal Pollmann
56 Vgl. E-Mail von Pascal Pollmann, TROX (im Anhang)
57 Vgl. E-Mail von Pascal Pollmann, TROX (im Anhang)
58 Vgl. TROX, unter: https://www.trox.de/filtergeraete-filterelemente/aktivkohlefilter-12981c95600bfd56
[Stand: 15.03.2020]
59 Vgl. Informationen über TROX, bereitgestellt von Pascal Pollmann,
60 Vgl. MANN+HUMMEL, unter: https://www.mann-
hummel.com/de/kompetenzfelder/feinstaubfresser/saubere-luft-in-staedten/ [Stand: 15.03.2020]
153. Durchführung des Projektes
3.1 Anfänge des Projekts
Im Rahmen unseres Stipendiums haben wir Dinge, die uns stören und zugehörige
Verbesserungsvorschläge konzipiert. Dabei ging es von alltäglichen Sachen bis hin zu großen,
die ganze Gesellschaft betreffenden Problemen. Herauskristallisiert haben sich vor allem die
Themen Klimawandel und Umweltschutz. Aus den verschiedenen Interessen bildeten sich
Gruppen. Neben dem Umweltaspekt war uns auch die Gesundheit der Menschen wichtig,
weshalb wir uns auf das Problem Feinstaub einigten.
Danach überlegten wir uns eine Lösung. Wir hatten zwei Möglichkeiten zur Auswahl:
Entweder würden wir versuchen die Feinstaubemission zu verringern oder die bereits in der
Atmosphäre schwebenden Partikel herauszufiltern. Da wir uns auf alle Arten von Feinstaub
und nicht nur z.B. den aus dem Auspuff konzentrieren wollten, entschieden wir uns für die
zweite Idee. Danach standen wir vor der Wahl, welche Luft unser Filter reinigen sollte. Weil
es schon viele Filter für Innenräume auf dem Markt zu kaufen gibt, beschlossen wir einen für
die städtische Außenluft in zu konstruieren. Anschließend hatten wir verschiedene Ideen, für
den genauen Standpunkt unseres Filters, wie etwa an einer Bushaltestelle, auf Autos oder
Fahrrädern. Unsere Wahl fiel schlussendlich auf die Befestigung an öffentlichen
Verkehrsmitteln, also an Bussen und Bahnen. Dies hat einerseits zum Vorteil, dass der
Standort fortlaufend gewechselt wird, was eine Reinigung der Luft an mehreren Plätzen,
allesamt städtisch, verkehrsreich und in der Nähe von Wohngebieten, bewirkt. Des Weiteren
wird durch die Bewegung des Fahrzeuges dreckige Luft in den Filter gedrückt, wodurch ein
Ansaugen der Luft zum Großteil wegfällt, was den Stromverbrauch verringert.
Für die Entwicklung einer Lösung mussten wir uns nun mit dem Thema beschäftigen, wobei
wir uns Wissen über Feinstaubgrößen, -arten und -auswirkungen sowie Filter aneigneten. Wir
kontaktierten zahlreiche Firmen, Institute und Forschungszentren, die im Bereich
Luftverschmutzung, Feinstaub und Filter forschen, um von Fachleuten zu erfahren, wie
realisierbar unsere Idee ist, was wir beachten und verbessern sollten. Außerdem suchten wir
nach einem potenziellem Partner für Entwicklung und Bau eines Filters.
Nach einer Rückmeldung und Vereinbarung eines Treffens fuhren wir schließlich am
Dienstag, den 12. November, zum Forschungszentrum Jülich, einem der größten seiner Art in
Europa61. Nach etwa eineinhalb Stunden Anfahrt mit öffentlichen Verkehrsmitteln, erwartete
61 Vgl. Forschungszentrum Jülich, Juli 2019, unter: https://www.fz-
juelich.de/SharedDocs/Downloads/PORTAL/DE/publikationen/daten-und-fakten/daten-fakten-fuer-
2018.pdf?__blob=publicationFile
16uns Herr Dr. Franz Rohrer vom Institut für Energie- und Klimaforschung. Er hörte sich unsere
Idee an und gab uns Verbesserungsvorschläge. Durch seine langjährige Erfahrung mit
Luftwerten kannte er ähnliche Projekte und wir erfuhren neue Aspekte, an die wir bisher noch
nicht gedacht hatten. Er erklärte uns Dinge, die für die Planung unseres Filters zu beachten
waren. Der ständige Luftaustausch zwischen Straßen- und Umgebungsluft, die höhere
Feinstaubbelastung im Winter, die auf die verschiedenen Luftschichten zurückzuführen ist.
Nach dem ausführlichen Vortrag von Herrn Rohrer konnten wir unsere Fragen stellen, die er
alle gerne beantwortete. Danach fuhren wir zurück nach Köln. Insgesamt war es ein
spannender und für unser Projekt erfolgreicher Nachmittag gewesen.
Ein paar Wochen später besuchten wir nach einem vielversprechenden Telefonat die Firma
TROX GmbH, mit Vertrieben in mehr als 70 Ländern einer der marktführenden
Filterhersteller. Die Belüftungsanlagen von TROX findet man in zahlreichen Gebäuden, wie
etwa Büros oder Kindergärten wieder, in denen eine gute Luftqualität benötigt wird 62. Dort
hatten wir einen Termin mit Pascal Pollmann, Produkt manager für Filtertechnik. Während
einer Präsentation erklärte er uns vieles über die Firma TROX, die Planung und den Bau von
Filtern. Wir bekamen eine Idee von den zusammenführenden Aspekten, den verschiedenen
Filterklassen und -medien. Bei der anschließenden Führung durch das Gebäude sahen wir uns
die unterschiedlichen Arten von Filtern an sowie den Prüfstand, in dem die Filter getestet
werden. Auch beschlossen wir an diesem Tag unsere Partnerschaft mit der Firma TROX,
welche uns bei der Planung behilflich sein und uns später einen Prototypen bauen wird.
62 Vgl. Informationen über TROX, bereitgestellt von Pascal Pollmann
173.2 Planung des Filters
Um den Filter bauen zu können, mussten nun ein Filtertyp sowie die Materialien für den
Rahmen und die Maße bestimmt werden. Auf unsere Nachfragen bei den Kölner Verkehrs-
Betrieben bekamen wir keine Antwort, weshalb wir es bei den Stadtwerken Bonn Verkehrs-
GmbH versuchten. Diese stellten uns die Eigenschaften einer ihrer Busse zur Verfügung. Das
knapp 12 Meter lange Fahrzeug ist 2,50 Meter breit und hat eine Höhe von 2,99 Meter. Die
Durchschnittsgeschwindigkeit liegt bei 30 km/h, doch teilweise fährt der Bus auch bis zu 50
km/h63. Damit wir unseren Filter planen konnten, waren für uns Breite und Geschwindigkeit
von Belang. Allerdings fehlte noch die erlaubte Höhe, die der Filter haben durfte, um das
Fahren durch Tunnel nicht zu behindern. Die Stadtwerke Bonn wiesen uns auf die
Klimaanlagen hin, die auf manchen Dächern von Bussen befestigt sind und deren Höhe 24 cm
beträgt. Mithilfe dieser Informationen stellte Pascal Pollmann eine Berechnung an, welche die
Filterstufen, die Filterauslegungen sowie die Feinstaubreduzierung darstellte. Es wurde eine
Breite von 1176 mm und eine Höhe von 287 mm festgelegt. Unser Filter hat zwei Stufen, um
den Feinstaub effektiv aus der Luft zu filtern. Zuerst kommt aufgrund der Geschwindigkeit
ein Kompaktfilter der Sorte Z-Line mit Chemiefasermaterial, welches ziemlich robust ist.
Danach wird ein MFI Filtereinsatz, der zu den Filterzellen gehört, eingebaut. Unser Ziel ist es,
die Feinstaubbelastung in Köln und Bonn, die zur Zeit teilweise bei über 20 µm/m 3 liegt, auf
höchstens 10 µm/m3 zu reduzieren. Deshalb wurden die Abscheidungsgrade folgend
bestimmt:
1. Filterstufe 2. Filterstufe
ePM1 5% 60%
ePM2.5 15% 70%
ePM10 50% 90%
Abb. 5 Filterstufen
Nimmt man einen PM10-Wert von 22 µg/m 3 an, den Durchschnittswert an verkehrsreichen
Orten 2018, ergibt sich eine Feinstaubminderung, wie man in der Grafik sehen kann.
63 Vgl. Informationen über SWB Bus und Bahn von Michael Wahl
183
2,5
Partikelkonzentration (in µg/m3)
2
1,5
1 Vorher
Nach 1. Stufe
0,5 Nach 2. Stufe
0
40 ,55 ,70 ,00 ,30 ,60 ,20 ,00 ,00 ,50 ,00 ,0
0
- 0, - 0 - 0 - 1 - 1 - 1 - 2 - 3 - 4 - 5 - 7 10
30 40 ,55 70 ,00 30 ,60 ,20 00 ,00 50 00-
0, 0, 0 0, 1 1, 1 2 3, 4 5, 7,
Partikelgröße (in µm)
Abb. 6 Feinstaubkonzentration vor und nach Filterstufen
Man kann erkennen, dass die Belastung vor der ersten Filterstufe vor allem bei den kleinsten
sowie größten Feinstaubpartikeln sehr hoch ist. Nach dem ersten Filter wird etwa die Hälfte
der PM10-Partikel, aber nur ein geringer Teil des kleineren Feinstaubs abgesondert. Die
zweite Stufe hält den Rest der größeren und relativ viel der kleineren Teilchen zurück. Am
Ende bleiben von den anfänglichen 22 µg/m3 noch 5,31 µg/m3 in der Luft.
Ein weiterer Punkt den es zu besprechen gab, war das Material des Rahmens. Zur Auswahl
standen Vlies, Holz, Kunststoff und Metall. Die ersten beiden Optionen schieden aus, weil sie
nicht wasserfest sind, was mit einem Filter, der auf öffentlichen Verkehrsmitteln bei jeder
Wetterlage durch die Stadt fahren soll, nicht zu vereinen ist. Metall und Kunststoff haben für
unseren Gebrauch keinen relevanten Unterschied, weshalb unsere Wahl aus Kostengründen
auf einen Kunststoffrahmen fiel.
193.3 Bonn
SWB (Stadtwerke Bonn) Bus und Bahn ist ein kommunales Verkehrsunternehmen in Bonn
und Umgebung. SWB Bus und Bahn und die Elektrischen Bahnen der Stadt Bonn und des
Rhein-Sieg-Kreises (SSB) befördern jährlich ca. 92 Millionen Fahrgäste mit insgesamt 48
Buslinien und ca. 800 Haltestellen64.
Höchstgeschwindigkeit für Linienbusse auf der Landstraße65:
• Haben alle Fahrgäste einen Sitzplatz, ist eine Höchstgeschwindigkeit für den Bus von
80 km/h erlaubt.
• Sind nicht genügend Sitzplätze für alle Fahrgäste vorhanden, sodass einige von ihnen
stehen müssen, darf der Bus nicht schneller als 60 km/h fahren.
Höchstgeschwindigkeit für Linienbusse gilt innerhalb geschlossener Ortschaften66:
• Die erlaubte maximale Geschwindigkeit beträgt 50 km/h.
SWB Bus und Bahn fährt ca. 48.500 km/Tag. Das Streckennetz der SWB Busse beträgt ca.
ca. 600km und das Stadtbahnstrecknetz hat eine Länge von ca. 96km. Dazu beträgt das
Streckennetz der Straßenbahnen ca. 30km67.
64 Vgl. SWB Bus und Bahn, unter: https://www.swb-busundbahn.de/fahrplaene/haltestellen/ [Stand:
15.03.2020]
65 Vgl. Bußgeldkatalog, unter: https://www.bussgeldkatalog.de/hoechstgeschwindigkeit-bus/ [Stand:
15.03.2020]
66 Vgl. Bußgeldkatalog, unter: https://www.bussgeldkatalog.de/hoechstgeschwindigkeit-innerorts/ [Stand:
15.03.2020]
67 Vgl. SWB Bus und Bahn, Dezember 2019, unter: https://www.swb-
busundbahn.de/fileadmin/dokumente/Leistungsqualitaet/Leistungsqualitaet_2019.pdf [Stand: 15.03.2020]
20Abb. 7 Bonn-Auerberg Feinstaubwerte – PM10 68
PM10 PM2,5
Name Gebiets- Zeitl. Jahresmittel Tagesmittel Zeitl. Jahresmittel
name Überdeckun µg/m³ > 50 Überdeckun µg/m³
g% g%
Bonn- Köln 99 15 2 - -
Auerberg
Abb. 8 EU-Jahreskenngrößen 2019 – Bonn-Auerberg6970
3.4 Unsere Website
Um auf unser Projekt aufmerksam zu machen, haben wir eine Website erstellt, die man unter
https://www.girlsforinnovation.koeln/projekt-3/ aufrufen kann. Dort informieren wir über
Feinstaub und seine Auswirkungen, unsere Idee und die Schritte unserer Projektarbeit. Wir
hoffen, dass anderen Leuten bewusst wird, wie allgegenwärtig Feinstaub ist und wie
gefährlich seine Folgen sind. Würde jede*r mithelfen, indem er beispielsweise das Autofahren
oder das Heizen mit Kohle und Holz auf ein Minimum reduziert und seinen Strom nicht aus
Kohlekraftwerken bezieht, könnte die Feinstaubbelastung langfristig gesenkt werden.
68 Luftverschmutzung in Bonn-Auerberg: Echtzeit-Luftqualitätsindex (LQI), 15.03.2020, unter
https://caqicn.org/city/germany/nrw/bonn-auerberg/de/ [Stand: 15.03.2020]
69 Vgl. EU-Jahreskenngrößen 2019, 25.02.2020, unter:
https://www.lanuv.nrw.de/fileadmin/lanuv/luft/immissionen/ber_trend/EU-Kenngr
%C3%B6%C3%9Fen_2019-V-2020-02-25.pdf [Stand: 15.03.2020]
70 Vgl. LANUV, unter: https://www.lanuv.nrw.de/umwelt/luft/immissionen/berichte-und-
trends/jahreskenngroessen-und-jahresberichte [Stand: 15.03.2020]
214. Fazit
Wir haben in den letzten Monaten viel an unserem Projekt gearbeitet und einiges erreicht.
Angefangen mit dem Sammeln von Ideen und Informationen über die Besuche des
Forschungszentrums Jülich und der Firma TROX GmbH bis hin zu den Planungen unseres
Filters. Zwischendurch gab es Rückschläge, beispielsweise als wir erfuhren, dass die Firma
MANN+HUMMEL einen ähnlichen Filter entwickelt hat. Ein weiteres Problem, das
aufgetreten ist, war, dass wir auf unsere Fragen nach Informationen über die Fahrzeuge sowie
eine mögliche Zusammenarbeit keine Rückmeldung von den Kölner Verkehrs-Betrieben
erhielten. So mussten wir den Wunsch, unseren Filter im eigenen Wohnort zu testen und
eventuell zu vermarkten, aufgeben und stattdessen auf die Nachbarstadt Bonn zurückgreifen,
welche bereit war, uns zu helfen.
Insgesamt überwiegen jedoch die positiven Ereignisse, die Erfahrungen, die wir gesammelt
haben, während wir dieses Projekt geplant haben, das Wissen, welches wir uns über Feinstaub
angeeignet und die Ergebnisse, die wir erzielt haben.
Wir werden in absehbarer Zeit den von uns entwickelten
Filter herstellen lassen und beim Bau sowie der Testung
dabei sein. Den Filter kann man sich in etwa wie rechts
dargestellt vorstellen.
Nach dem Bau stehen wir vor der Entscheidung, ob Abb. 9 Skizze des Filters
wir versuchen wollen den Filter zu vermarkten oder nicht. Wählen wir die erste Möglichkeit,
werden wir unseren Filter unter echten Bedingungen testen und eventuell verbessern. Um den
Filter zu verkaufen, könnten wir die Stadtwerke Bonn überzeugen, eine Kooperation mit uns
einzugehen. Davon würden beide Seiten profitieren, die Stadtwerke Bonn, weil sie etwas für
die Umwelt und die Gesundheit der Menschen tun würden, was nebenbei auch gut für ihr
Image wäre und wir, weil unser Vorhaben, die Luftqualität zu verbessern, erreicht wäre.
Doch auch wenn die Vermarktung unseres Filters nicht wie geplant abläuft oder wir es uns
nicht zum Ziel nehmen, den Filter zu verkaufen, haben wir Erfolg mit unserer Arbeit gehabt.
Wir haben während der letzten Monate viel gelernt über Feinstaub und Feinstaubfilter sowie
Projektarbeit und Ideenentwicklung im Allgemeinen. Man sollte offen für Vorschläge Anderer
sein, egal wie verrückt eine Idee in den Anfängen klingt, es kann immer etwas gutes daraus
werden. Wir sind an unserer Arbeit gewachsen und werden auch in Zukunft nach
interessanten Projekten Ausschau halten und neue Ideen entwickeln, um das Klima zu
schützen und die Welt zu verbessern.
225. Unterstützung durch Dritte
Bei der Durchführung dieses Projektes bekamen wir Unterstützung von einigen Personen, die
wir an dieser Stelle gerne aufzählen würden:
Mara Kayser (dritte Projektpartnerin, die nicht am BUW teilnimmt)
Tonia Kahl, Sandra Grinblats und Vanessa Winkler (Begleiter des MINT-Stipendiums)
Pascal Pollmann (Ansprechpartner bei der Firma TROX)
Patrick Decoene (Korrekturlesung)
6. Literaturverzeichnis
Adair-Rohani, Heather, Amann, Markus, Belis, Claudio, Bonjour, Sophie, Dora, Carlos,
Karagulian, Federico, Prüss-Ustün, Anette, Atmospheric Environment, Volume 120, Seite
475-483, Nov. 2015, unter:
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1352231015303320 [Stand: 15.03.2020]
Andersen, Zorana, Beelen, Rob, Raaschou-Nielsen, Dr. Ole,The Lancet Oncology,
10.07.2013, unter: https://www.thelancet.com/journals/lanonc/article/PIIS1470-
2045(13)70279-1/fulltext [Stand: 15.03.2020]
Aub, Stefan, Strohr, Alexander und Weitere, 11.03.2020, unter:
https://de.wikipedia.org/wiki/Feinstaub [Stand: 15.03.2020]
Bauer, Anatoli, unter: https://uni-24.de/was-sind-anorganische-stoffe-und-was-organische-
beispiele-tz24/ [Stand: 15.03.2020]
BR, unter: https://www.br.de/themen/wissen/feinstaub-gesundheitsrisiken-diabetes-
herzinfarkt-demenz-100.html
Breitkopf, A. 19.03.2018, unter:
https://de.statista.com/statistik/daten/studie/817531/umfrage/durchschnittliche-
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BUND, unter: https://www.bund.net/themen/mobilitaet/schadstoffe/feinstaub/ [Stand:
15.03.2020]
Buscher, Prof. Dr. Hans-Peter, unter: https://www.medicoconsult.de/feinstaub/ [Stand:
15.03.2020]
23Bußgeldkatalog, 12.02.2020, unter: https://www.bussgeldkatalog.org/feinstaub-grenzwerte/
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15.03.2020]
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unter: https://cebp.aacrjournals.org/content/cebp/early/2016/04/18/1055-9965.EPI-15-
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Deutsche Umwelthilfe, unter: https://www.duh.de/projekte/ammoniak/ [Stand: 15.03.2020]
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Umweltbundesamt, 04.09.2013, unter: https://www.umweltbundesamt.de/service/uba-
fragen/aus-welchen-quellen-stammt-feinstaub {Stand: 15.03.2020]
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https://www.umweltbundesamt.de/daten/luft/luftdaten/luftqualitaet/eJzrWJSSuMrIwMhA18B
I18hgUUnmIiCZl7pgUXHJEkNDI-
PFKW5FcAWGQG5IPrL63CqORbnJTYtzEktOO3iWvBZdWv99cU5e-
mkHOZf_3xkYGAGidyQ_ [Stand: 15.03.2020]
Umweltbundesamt, 11.02.2020, unter:
https://www.umweltbundesamt.de/themen/luft/luftschadstoffe/feinstaub [Stand: 15.03.2020]
Umweltbundesamt, 01.11.2019, unter: https://www.umweltbundesamt.de/daten/luft/feinstaub-
belastung#feinstaubkonzentrationen-in-deutschland [Stand: 15.03.2020]
25Umweltbundesamt, 01.11.2019, unter: https://www.umweltbundesamt.de/daten/luft/feinstaub-
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Umweltbundesamt, 13.10.2017, unter: https://www.umweltbundesamt.de/daten/umwelt-
gesundheit/gesundheitsrisiken-durch-feinstaub#ermittlung-der-gesundheitlichen-folgen-
durch-feinstaubbelastung [Stand: 15.03.2020]
Umweltbundesamt, 11.02.2020, unter:
https://www.umweltbundesamt.de/themen/luft/luftschadstoffe/feinstaub [Stand: 15.03.2020]
Umweltbundesamt, unter:
https://www.umweltbundesamt.de/sites/default/files/medien/publikation/long/3565.pdf
Umweltbundesamt, 21.01.2019 , unter:
https://www.umweltbundesamt.de/themen/luft/wirkungen-von-luftschadstoffen/wirkungen-
auf-die-gesundheit#aussenluft
Vgl. Schweisfurth, Dr. med. Hans, Deutsche Gesellschaft für Umwelt- und
Humantoxikologie, unter: https://www.dguht.de/einfluss-von-feinstaub-auf-die-gesundheit/
[Stand: 15.03.2020]
Umweltbundesamt, unter: https://www.umweltbundesamt.de/daten/umwelt-
gesundheit/gesundheitsrisiken-durch-feinstaub#ermittlung-der-gesundheitlichen-folgen-
durch-feinstaubbelastung [Stand: 15.03.2020]
Umweltbundesamt: Feinstaubbelastung in Deutschland, unter:
https://www.umweltbundesamt.de/sites/default/files/medien/publikation/long/3565.pdf
[Stand: 15.03.2020]
Umweltbundesamt: Wirkung auf die Gesundheit, 21.01.2019, unter:
https://www.umweltbundesamt.de/themen/luft/wirkungen-von-luftschadstoffen/wirkungen-
auf-die-gesundheit#grenz-und-zielwerte-fur-die-luftreinhaltung Stand: 15.03.2020]
WHO Weltgesundheitsorganisation, 28.01.2013, unter:
http://www.euro.who.int/__data/assets/pdf_file/0020/182432/e96762-final.pdf?ua=1 [Stand: 15.03.2020]
WHO, unter:
https://apps.who.int/iris/bitstream/handle/10665/69477/WHO_SDE_PHE_OEH_06.02_eng.pdf;jsessionid=8B33
9DE0A86262DCF1F9AFE1CA969378?sequence=1 [Stand: 15.03.2020]
Wikipedia, unter https://en.wikipedia.org/wiki/Particulates [Stand: 15.03.2020]
267. Anhang
Abbildung 1:Lage des Filters
Abbildung 2: Informationen aus Bonn
27Guten Morgen Frau Brenk,
Ich versuche alle Fragen zu beantworten:
Wofür steht die Abkürzung ISO?
ISO ist die International Organization for Standardization.
Diese Organisation befasst sich damit, bestimmte Richtlinien zu erstellen.
Hierzu werden natürlich Firmen wie TROX hinzugezogen, damit der richtige
Inhalt und die richtige Technik niedergeschrieben wird.
ISO bedeutet aber auch, dass dies eine weltweite Norm ist. (EN steht für
die europäische Norm und DIN steht für deutsche Norm)
Und was ist ISO COARSE?
ISO Coarse ist die niedrigste Filterklasse, die es gibt. Coarse steht für
Grobstaub, also nicht Feinstaub. Alles was schelchter als ePM10 > 50%
Abscheideleistung ist, ist ein Grobstaubfilter. Dieser Filter zwar auch den
Feinstaub, aber nur so wenig, dass dieser den Namen Feinstaubfilter nicht
bekommen kann.
Was bedeutet nochmal das e bei z.B. ePM10?
PM steht für die Partikelfraktion, sprich bei PM10 den Bereich von 0,3-10
µm.
Das e vor ePM10 steht für die Effektivität, sprich Abscheideleistung des
Partikelbereichs 0,3-10 µm.
Habe ich das richtig verstanden, dass es die Filterelemente Kompaktfilter,
Taschenfilter, AMC/Sonder-Filter und Filterzellen gibt? Gehört die
Kategorie Filtermedien auch noch dazu? Und welches werden wir benutzen?
Filtermedien sind flache Filtermedien, die eine geringe
Staubspeicherfähigkeit haben.
Taschenfilter sind Filter, die aus den Filtermedien entstanden sind und es
werden die Filtermedien zu einzelnen Taschen genäht, damit mehr Staub
einbehalten werden kann.
Bei Kompaktfilter und Filterzellen verschwimmen ein bisschen die
Begrifflichkeiten. Daher würde ich eher bei beiden von MiniPleat Filter
reden. Bei den MiniPleat Filter wird Filterpapier gefalten. Es hält höhere
Geschwindigkeiten aus, hat aber etwas weniger Staubspeicherfähigkeit als
der Taschenfilter. Die MiniPleat Filter unterteilt man dann in
Plattenfilter und Filterzellen. Bei Plattenfiltern wird ein Filterpaket
eingesetzt. Bei einer Filterzelle werden mehrere Filterpakete zu einer W-
Form angeordnet. Hier hat man dann noch mehr Filterfläche zur Verfügung.
Die Filterzelle ist an bestimmte Maße gerichtet, sodass wir in erster Linie
einen MiniPleat Filterplatte einsetzen, aber wenn es zulässt, können wir
über eine MiniPleat Filterzelle ebenfalls nachdenken.
Wenn noch weiteren Fragen sind, einfach die Fragen stellen oder wir können
auch gerne telefonieren.
Mit freundlichen Grüßen / Best Regards
Pascal Pollmann
Produktmanagement Filtertechnik / Product Management Filter Technology
TROX GmbH
Heinrich-Trox-Platz
47504 Neukirchen-Vluyn
GERMANY
Phone: +49 2845 202-1152
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