Das Pilotprojekt Smart Air Quality Network (SmartAQnet) zur intelligenten Messung von Luftschadstoffen verfolgt einen in Deutschland und Europa einzigartigen Ansatz: So werden im Rahmen des Testnetzwerks Immissionen durch eine Vielzahl von kombinierten Sensoren und Messgeräten für jeden Bürger online einsehbar erfasst - und zwar in Form von Echtzeitdaten statt wie bisher üblich als rückwirkende Tagesmittelwerte zur Luftreinheit. Somit werden punktuelle Höchstbelastungen im Tagesverlauf samt Ursachen und Auswirkungen ersichtlich, die gemeinhin nicht, nur in geringer zeitlicher und räumlicher Auflösung oder durch aufwendige und zudem in puncto Genauigkeit limitierter Datenmodellierung nachgewiesen werden können. Veränderungen der Luftschadstoffbelastung durch Fahrverbote oder wie zum Beispiel zuletzt durch den Corona-Lockdown können mit einem solchen hochaufgelösten Messnetz detaillierter und gut nachvollziehbar abgebildet werden. So steigert das seit 2017 in Augsburg in Betrieb befindliche Testnetzwerk auch die Akzeptanz in der Gesellschaft.
Die GRIMM Aerosol Technik Ainring GmbH & Co. KG, Mitinitiator von SmartAQnet und Tochterunternehmen der in Hamburg ansässigen DURAG GROUP, entwickelte für das Projekt Messgeräte für verschiedene Partikelgrößen und setzte Aerosolspektrometer ein, die sich durch besonders präzise, reproduzierbare Standardabweichungen je nach Rahmenbedingung auszeichnen. Das Gemeinschaftsprojekt (weitere Teilnehmer siehe Textende) wird mit 3,05 Millionen Euro vom Bundesverkehrsministerium (Förderinitiative mFUND) gefördert. Ende September 2020 endet der 3,5-jährige Testzeitraum mit einer Abschlussveranstaltung in Augsburg.
Gängige Messmethodik ausbaufähig
Vor allem in urbanen Ballungszentren ist die Luftschadstoffbelastung immer wieder zu hoch: Bundesweit überschritten 2018 insgesamt 57 Städte (bei 42 % aller verkehrsnahen Messstationen) die zulässigen Stickstoffdioxid-Grenzwerte von 40 Mikrogramm pro Kubikmeter Luft im Jahresmittel. In 2019 waren es noch 25 Städte (20 % aller verkehrsnahen Messstationen). Auch Feinstaubbelastungen liegen temporär und saisonal bedingt oftmals über den Grenzwerten. Kommunen verfügen meist nur über Messdaten von zwar qualitativ hochwertigen, aber wenigen Messstationen der staatlichen Messnetzbetreiber. Aufgrund der geringen Anzahl und der Messmethodik können Ergebnisse weder räumlich noch zeitlich hochaufgelöst ausgegeben werden.
Kombination aus Gebäudesensoren, Drohnen, Wetterdaten, Emissionserfassung und vielem mehr
Das Innovative am SmartAQnet-Ansatz ist der Mix aus verfügbaren Emissionsdaten (zum Beispiel Verkehrszählschleifen), vorhandenen Ansätzen der Simulation der Luftqualität und der Zusammenführung von zahlreichen kostengünstigen und hochpräzisen Messgeräten ¬- von an Gebäuden und verkehrsnah befestigten Sensoren über unbemannte Drohnen für Ad-hoc-Messungen und Fernerkundungsdaten bis zu einer mobilen Messstrategie, bei der sich mit dem Fahrrad und Trolleys durch die Stadt bewegt wird. So konnten die insgesamt mehr als 100 Sensoren und Messgeräte unterschiedlichster Güte seit 2017 im Stadtgebiet Augsburg auf einer Fläche von etwa 10 x 10 km im Sinne der Schwarmintelligenz bereits mehrere Millionen Datensätze sammeln, die ein exakteres Messbild ergeben als einige wenige sehr fein justierte Messgeräte dies je erreicht hätten. In einer zentralen Online-Datenbank auf der Projektwebsite http://www.smartaq.net werden die Echtzeit-Feinstaubmessungen aus bodennahen und höheren Luftschichten sowie die meteorologischen Daten zueinander ins Verhältnis gesetzt und für jedermann zugänglich erfasst. Somit ist das Messnetzwerk nicht nur transparenter, sondern auch genauer und vergleichsweise preiswert.
Smart City: die gesündeste Joggingstrecke und clevere, datengetriebene Verkehrsströme
Luftqualität ist Lebensqualität. Stickoxide und Aerosolpartikel können zu Reizungen auf den Schleimhäuten in den Atemwegen und der Lunge sowie zu Herz-Kreislauf-Erkrankungen führen. So forschen Wissenschaftler daran, inwiefern Sterblichkeitsrate und verkehrsbedingte Feinstaubkonzentration zusammenhängen. Auch die Frage, ob Partikel witterungsbedingt eher aus anderen Regionen oder von lokaler Industrie statt von den vielbefahrenen Straßen der Städte stammen, ist jeweils von Fall zu Fall genau zu durchleuchten. Daher ist eine möglichst genaue Immissionserfassung und eine Einordnung der Daten unerlässlich - ergänzend und unterstützend zu bestehenden staatlichen Messnetzen auf kommunaler Ebene. Auf diese Weise könnten der Bevölkerung valide Handlungsempfehlungen oder Ad-hoc-Warnhinweise zu "Immissions-Brennpunkten" auf Grundlage einer verbesserten "Mess-Realität" - und nicht überwiegend abgeleitet von Rechenmodellen - gegeben werden: Wann ist in puncto Luftqualität die beste Tageszeit zum Joggen auf der Lieblingsroute? Wäre ein anderer Radweg auf dem Weg zur Arbeit mitten in der Rushhour gesünder? Oder sollte die Innenstadt zum Shopping heute besser gemieden werden? Auch für die real-time-Verkehrsplanung durch Umleitung von viel befahrenen Trassen bei Gefahr zur Grenzwertüberschreitung bieten sich viele Optionen. Darüber hinaus wäre auch die Datenintegration in Navigationsgeräten oder autonom fahrenden Autos denkbar oder eine Kopplung mit digitalen Verkehrsschildern sowie Ampeln - als Meilenstein auf dem Weg zur Smart City von morgen.
Die Teilnehmer des Konsortiums SmartAQnet in der Gesamtübersicht:
- Stadt Augsburg (assoziierter Partner) - Universität Augsburg (Institut für Geographie / IGUA) - Aerosol Akademie e.V. - Karlsruher Institut für Technologie (KIT): Telecooperation Office (TECO) - Technology for Pervasive Computing und Institute of Meteorology and Climate Research - Atmospheric Environmental Research (IMK-IFU) - Helmholtz Zentrum München - Deutsches Forschungszentrum für Gesundheit und Umwelt (HMGU-EPI und HMGU-CMA) - GRIMM Aerosol Technik (Mitinitiator des Vorhabens)
Über DURAG und GRIMM
Die DURAG GROUP mit Sitz in Hamburg ist eine weltweit agierende Unternehmensgruppe und einer der Marktführer für intelligente Lösungen in den Bereichen Umwelt- und Umgebungsluftüberwachung, Datenmanagement sowie Zündsysteme und Sicherheitseinrichtungen für zuverlässige industrielle Verbrennungsprozesse. Mit fast 500 Mitarbeitern bieten die zugehörigen Konzerngesellschaften moderne Technologie, zertifizierte Ausrüstung und zuverlässige Dienstleistungen, die auf die individuellen Bedürfnisse der Kunden weltweit zugeschnitten sind. Die GRIMM Aerosol Technik Ainring GmbH & Co. KG gehört seit 2015 zur DURAG GROUP. Das Unternehmen mit Sitz im deutschen Ainring gehört weltweit zu den führenden Herstellern von Geräten zur Feinstaubmessung.
http://www.durag.com http://www.grimm-aerosol.com http://www.smartaq.net
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