🌫️ PM10 / PM2.5 Feinstaubkonzentration in Luft

Umwelt PN-EN 12341

Übersicht

Schwebstaub PM10 (Partikel mit aerodynamischem Durchmesser ≤10 µm) und PM2.5 (≤2,5 µm) gehören zu den wichtigsten Luftschadstoffen und wirken sich direkt auf die menschliche Gesundheit aus. PM2.5 dringt in Alveolen und Blutkreislauf ein und verursacht Atemwegserkrankungen, Herz-Kreislauf-Erkrankungen und Lungenkrebs. Polen gehört zu den EU-Ländern mit der schlechtesten Luftqualität — PM10- und PM2.5-Überschreitungen betreffen während der Heizperiode Dutzende von Zonen.

Die in PN-EN 12341 beschriebene gravimetrische Methode ist die von der Richtlinie 2008/50/EG (CAFE) und polnischen Vorschriften zur Luftqualitätsbewertung geforderte Referenzmethode. Sie besteht aus der Staubabscheidung auf einem Filter durch einen PM10- oder PM2.5-Abscheidekopf bei konstantem Luftstrom und anschließendem Wiegen des Filters vor und nach der Exposition unter kontrollierten klimatischen Bedingungen.

In Polen führt GIOŚ gravimetrische Messungen an ca. 180 PM10-Stationen und 70 PM2.5-Stationen durch. Sequenzielle Sammler tauschen automatisch alle 24 Stunden Filter aus, und die Wiegeanalyse erfolgt in akkreditierten Laboren. Die Methode wird durch automatische kontinuierliche Analysatoren (TEOM, Beta-Abschwächung) ergänzt, die jedoch eine Kalibrierung gegen die Referenzmethode erfordern.

Norm PN-EN 12341:2023 definiert Anforderungen für Referenzsammler, einschließlich Nenndurchfluss 2,3 m³/h für Niedrigflusssysteme und 30 m³/h für Hochflusssysteme, Probenahmezeit 24 h, Filtertypen und Konditionierungsbedingungen.

Prinzip der Methode

Außenluft wird durch einen Abscheidekopf (Impaktor oder Zyklon) gesaugt, der die Fraktion oberhalb PM10 oder PM2.5 mit bestimmter Abscheidekurvengenauigkeit (D50) abschneidet. Partikel kleiner als der Schwellenwert lagern sich auf einem Quarzfaser- oder PTFE-Filter ab. Der Filter wird vor und nach der Exposition in einem Raum mit kontrollierter Temperatur (20±1°C) und Luftfeuchtigkeit (50±5% RH) für min. 48 h konditioniert und dann auf einer analytischen Mikrowaage (Auflösung 1 µg) gewogen. Die Differenz der Filtermasse nach und vor der Exposition, bezogen auf das Volumen der entnommenen Luft (unter Normalbedingungen), ergibt die Massenkonzentration des Staubs in µg/m³.

Anwendungen

• Außenluftqualitätsüberwachung (GIOŚ, WIOŚ)
• Konformitätsbewertung mit EU-Standards — PM10 (50 µg/m³ / 24h), PM2.5 (25 µg/m³ / Jahr)
• Schutzzonen und Luftreinhalteprogramme (POP)
• Umweltverträglichkeitsprüfung (UVP) von Investitionen
• Wissenschaftliche Forschung — chemische Staubzusammensetzung, Emissionsquellen
• Immissionsmessungen in der Nähe von Industrieanlagen
• Verifizierung automatischer kontinuierlicher Analysatoren (TEOM, Beta)

Schlüsselparameter

Norm

Normnummer

PN-EN 12341:2023

Titel (PL)

Powietrze atmosferyczne — Standardowa grawimetryczna metoda pomiarowa do oznaczania stężenia masowego frakcji PM10 lub PM2,5 pyłu zawieszonego

Title (EN)

Ambient air — Standard gravimetric measurement method for the determination of the PM10 or PM2.5 mass concentration of suspended particulate matter

Schritt-für-Schritt-Verfahren

1. Konditionierung sauberer Filter

   Saubere Quarzfilter in Klimakammer (20±1°C, 50±5% RH) für min. 48 h platzieren. Filter mit antistatischer Pinzette handhaben.

   ⏱ Zeit: 48 h • 🌡 Temperatur: 20±1°C

2. Wiegen sauberer Filter

   Jeden Filter auf Mikrowaage (Auflösung 1 µg) mindestens 2-mal wiegen. Differenz ≤10 µg. Masse m₁ aufzeichnen.

   ⏱ Zeit: 5 min/Filter

3. Filtertransport und Beladung

   Filter in Transportkassetten zur Messstation transportieren. In sequenziellen Sammler laden (14 Filter für 2 Wochen).

   ⏱ Zeit: 30 min

4. Probenahme (24h)

   Sammler führt automatisch Luft durch PM10/PM2.5-Kopf bei Durchfluss 2,3 m³/h für 24h. Täglicher Filterwechsel.

   ⏱ Zeit: 24 h

5. Abholung exponierter Filter

   Nach 14 Tagen Kassetten mit Filtern abholen. Unter Bedingungen transportieren, die Kontamination und Materialverlust minimieren.

   ⏱ Zeit: 30 min

6. Konditionierung exponierter Filter

   Exponierte Filter in Klimakammer (20±1°C, 50±5% RH) für min. 48 h platzieren.

   ⏱ Zeit: 48 h • 🌡 Temperatur: 20±1°C

7. Wiegen exponierter Filter

   Jeden Filter mindestens 2-mal wiegen. Differenz ≤10 µg. Masse m₂ aufzeichnen.

   ⏱ Zeit: 5 min/Filter

8. Qualitätskontrolle — Blindfilter

   Pro Wiegeserie Feldblindprobe wiegen. Ergebnis um Blindwert korrigieren.

   ⏱ Zeit: 5 min

9. Konzentrationsberechnung

   C = (m₂ − m₁) / V, wobei V = Durchfluss × Zeit [m³, Normalbedingungen 293 K, 101,3 kPa]. Ergebnis in µg/m³.

   ⏱ Zeit: 5 min

10. Berichterstattung

    Bericht enthält: PM10/PM2.5-Tageskonzentration, Luftvolumen, meteorologische Bedingungen, Messunsicherheit. Daten an JPOAT/GIOŚ-Datenbank.

    ⏱ Zeit: 10 min

Erforderliche Geräte und Apparatur

Reagenzien, Nährmedien und Verbrauchsmaterialien

Arbeitsschutz und Sicherheit

• Exponierte Filter können Schwermetalle und PAK enthalten — Nitrilhandschuhe obligatorisch
• Arbeit in der Höhe bei Bedienung von Messstationen — Gurte und Arbeitsschutztraining
• Mikrowaage — antivibratorischer Arbeitsplatz, keine Zugluft, Elektrostatikkontrolle (Ionisator)
• Klimakammer — Stromschlaggefahr, regelmäßige Inspektionen

Häufige Fragen