Stellen Sie sich vor, Sie liegen an einem Strand in der Sonne und lassen sich den Sand durch die Finger rieseln. Feiner Sand hat einen mittleren Korndurchmesser von 0,5 mm/500 µm. Das Verhältnis eines Sandkorns zu einem mit dem bloßen Auge nicht mehr erkennbaren Partikel in der Größe von 0,5 µm/500 nm entspricht ungefähr dem eines Felsblocks von 5 m Durchmesser zu diesem Sandkorn. Damit haben Sie eine Vorstellung von den Größenverhältnissen, mit denen man sich bei der Partikelmessung auseinandersetzen muss.

Um das Verhalten von Partikeln beurteilen zu können, ist es notwendig, ihre Massen- oder ihre Größenverteilung zu kennen. Dafür gibt es unterschiedliche Messverfahren, die nicht zuletzt von den Eigenschaften der Partikel abhängen. In diesem Whitepaper wollen wir Ihnen grundlegende Informationen zu den bei Testo zum Einsatz kommenden Methoden der Partikelmessung vermitteln und Ihnen dabei unsere Partikel-Messgeräte vorstellen. Sie finden hier Informationen und Anwendungsbeispiele zum

• testo 338, dem Schwärzungsgrad-Messgerät für Abgase von Dieselmotoren
• testo 380, dem Feinstaubmessgerät für Schornsteinfeger nach der 1. BImSchV
• testo DiSCmini, dem Handmessgerät für die Messung der Anzahlkonzentration von Nanopartikeln
• testo NanoMet3, dem PEMS (Portable Emission Measurement System) für die Messung der Nanopartikel-Emissionen bei Kraftfahrzeugen. Sie haben weitere Anregungen oder möchten weitere Punkte ergänzt sehen? Teilen Sie dies einfach unserem Testo-Projektteam mit. Wir werden Ihre Rat- und Vorschläge gerne in den folgenden Versionen dieses Whitepapers berücksichtigen.

Sie haben weitere Anregungen oder möchten weitere Punkte ergänzt sehen? Teilen Sie dies einfach unserem Testo-Projektteam mit. Wir werden Ihre Rat- und Vorschläge gerne in den folgenden Versionen dieses Whitepapers berücksichtigen.

Es lassen sich unterschiedliche Gründe für eine Partikelmessung identifizieren. Neben der Kontrolle der Partikelbelastung durch Feinstaub in Innenstädten misst man Partikel auch, um die Effizienz von Verbrennungsprozessen zu beurteilen oder um Aussagen zu Materialeigenschaften treffen zu können. Gründe gibt es einige, und wir haben die folgenden drei für unsere Messgeräte identifiziert.

Gesundheitliche Aspekte
Heute tun wir fast alles, um unsere Gesundheit zu erhalten. Wir ernähren uns bewusst, treiben Sport und vermeiden Aktionen, die die Gesundheit belasten. Das sind die offensichtlichen Faktoren.

Wenn wir uns dem Feinstaub mit seinen Partikelgrößen von maximal 10 µm zuwenden, dann wird uns jedoch schnell klar, dass sich diese gesundheitliche Belastung nicht mit einem morgendlichen Blick aus dem Fenster feststellen lässt. Während Partikel mit einer Größe von 10 µm – immerhin fünf- bis achtmal dünner als ein menschliches Haar – schon von den oberen Atemwegen herausgefiltert werden und nicht bis in die Bronchien gelangen, dringen kleinere Partikel mit einer Größe um 1 µm bis dorthin vor. Ultrafeinstaub, bestehend aus Nanopartikeln mit einer Größe von weniger als 0,1 µm, lagert sich nicht nur in den Lungenbläschen ab, sondern dringt in den Blutkreislauf ein. So kann er zu jedem Organ transportiert werden und sich dort ablagern [3]. Oft sind die Oberflächen von Partikeln mit weiteren Substanzen benetzt. Sind daran gesundheitsschädliche Kohlenwasserstoffe beteiligt, kann Feinstaub eine große Gefahr für die Gesundheit darstellen.

Grund genug, die Feinstaubemissionen einzudämmen und die Erfolge durch regelmäßige Messungen der Konzentrationen zu belegen.

Maschineneffizienz und Prozessüberwachung
Weiter oben haben wir die Beheizung unserer Wohnräume als eine Quelle für Feinstaub ausgemacht. Hier offenbart sich eine Zwickmühle: Durch die Optimierung der Verbrennungsprozesse wurde der Ausstoß von Partikeln einerseits zwar reduziert, andererseits entstehen dadurch mehr kleine Partikel – Partikel, die in der Feinstaubbilanz zu Buche schlagen. Um diese Heizungen noch umweltfreundlicher gestalten zu können, muss der mögliche Partikelausstoß nicht nur bei der Neuentwicklung und Optimierung dieser Systeme überprüft werden. Die Einhaltung der Emissionsgrenzwerte muss regelmäßig untersucht werden.

Diese Überlegung liegt auch der regelmäßigen Kontrolle der Partikelemissionen von Kraftfahrzeugen zugrunde. Dabei stehen die als „Dreckschleudern“ verschrienen Dieselmotoren häufig zu Unrecht in der Kritik. Zwar gilt es, die Funktion eines Partikelfilters regelmäßig zu überprüfen. Doch mit funktionierendem Filter stößt ein moderner Dieselmotor inzwischen weniger Nanopartikel aus, als sich zahlenmäßig in der Umgebungsluft an einer durchschnittlich befahrenen Straße befinden. Hier stellt eher ein GDI-Benzinmotor als Verursacher von Ultrafeinstaub eine Gesundheitsgefahr dar und bedarf in Zukunft ebenfalls effizienter Filter zur Abgasreinigung sowie regelmäßiger Kontrollen [4].

Materialeigenschaften
Nicht nur die Quantität von Partikeln ist immer wieder der Grund für Partikelmessungen. Es gibt auch Messverfahren, die Aufschluss über die qualitativen Eigenschaften der Partikel geben sollen. Lässt man in einem Prozess zum Beispiel Partikel wachsen (Granulierung), so haben Wachstumsgeschwindigkeit und erzielbare Partikelgröße Einfluss auf Faktoren wie Festigkeit der Partikel oder Zerfallsgeschwindigkeit der Partikel in Flüssigkeiten.

[3] https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/es0522635
[4] https://www.zeit.de/mobilitaet/2017-02/feinstaub-auto-partikelfilter-abgas-diesel-benziner-eu/seite-2