Forschung

Radeln gegen den Dreck

<b>Forschung per Fahrrad</b> Erika von Schneidemesser radelt quer durch Berlin und misst dabei die Luftqualität. Bild: Kim Keibel

Auf ihren Fahrten durch die Stadt zeichnet Erika von Schneidemesser auf, wodie Berliner Luft besonders gefährlich ist. Die große Frage: Schaffen Parks undStraßenbäume wirklich Abhilfe?

Ein letztes Mal kontrolliert die Chemikerin Erika von Schneidemesser ihre zweirädrige Messstation. Sind die Instrumente eingeschaltet? Hängen die Schläuche der Messgeräte aus den Fahrradtaschen? Sie prüft noch einmal die Videokamera, die mit einem Gummiband am Lenker des Fahrrads befestigt ist, dann fährt sie los. Die nächsten knapp einhundert Minuten wird die 32-Jährige einmal quer durch Berlin radeln, von ihrem Arbeitsplatz am IASS, dem Institute for Advanced Sustainability Studies in Potsdam, am Wannsee vorüber, durch Steglitz und Schöneberg, am Tempelhofer Feld entlang und durch die Hasenheide bis nach Neukölln. Dabei werden die Messinstrumente in ihrer Tasche im Sekundentakt die Luft messen und aufzeichnen, welche Partikel sie enthält.

Auf der Fahrt durch Berlin spürt Erika von Schneidemesser alle die Stoffe auf, die zu Luftverschmutzung führen können: Feinstaub zum Beispiel und kleine Partikel aus Autoabgasen, von Baustellen, aus Restaurantküchen und Industrie-schornsteinen. In einer Stadt beeinflussen auch Grünflächen, Parks und Wälder die Luftqualität. „Am Anfang stand die Beobachtung, dass Stadtbäume die Luftqualität in der Stadt beeinflussen – und nicht immer positiv“, sagt der Chemiker Boris Bonn, der mit Erika von Schneidemesser zusammen forscht. „Manche Bäume fördern zum Beispiel die Bildung von Ozon. Und gerade Berlin hat sehr große Grünflächen. Wir haben uns also gefragt, welchen Einfluss das auf die Luft hat.“

So haben Bonn und von Schneidemesser in diesem Frühsommer die BÄRLIN-Messkampagne gestartet. Drei Sommermonate lang, von Anfang Juni bis Ende August, messen sie die Luftqualität an unterschiedlichen Orten der Stadt. Dabei nutzen sie die 16 bereits fest installierten Messstationen, die vom Berliner Senat eingesetzt werden. Ihr Nachteil ist, dass sie nicht flexibel sind: Sie messen nur genau an einem Ort und auch nur bestimmte Substanzen. Um ein präziseres und großflächigeres Bild von der Luft in Berlin zu bekommen, kamen die Wissenschaftler auf die Idee, das Fahrrad einzusetzen. „Das Fahrrad ist dafür bestens geeignet“, sagt Bonn, „es kann überall fahren und flexibel eingesetzt werden.“ Zehn Leute vom IASS radeln in wechselnder Besetzung ein- bis zweimal pro Woche auf unterschiedlichen Wegen durch Berlin, denn verlässliche Aussagen lassen sich nur machen, wenn die Routen mehrfach abgefahren werden. Die Messungen sind abhängig vom Wetter, vom Wind, von der Route, von der Tageszeit und dem Wochentag.

„Jetzt zum Beispiel haben wir einen sehr großen Ausschlag“, sagt Erika von Schneidemesser. Sie steht mit ihrem Fahrrad an einer Ampel hinter einem Bus, die Luft flimmert vom Abgas. „Da kann man die Luftverschmutzung eigentlich auch ohne Messinstrumente spüren“, sagt sie. Dann deutet sie ins Grüne, ein paar Meter neben den Fahrradweg. „Dort wäre es schon besser.“ Luftverschmutzung ist eine sehr punktuelle Angelegenheit, schon ein paar Meter von den Straßen entfernt sehen die Messergebnisse völlig anders aus. So ist die Luft in Nebenstraßen deutlich weniger belastet als in den befahrenen Straßen. Deshalb schauen sich die Wissenschaftler, wenn sie später die Daten von der Fahrradtour auswerten, oft die Kameraaufzeichnungen an: Auf den Videobildern erkennen sie, woher die erhöhten Konzentrationen stammen – von einem Bus, einer Baustelle, einer Fabrik oder auch einem Raucher, der an der Ampel wartet. „Allzu lange darf man sich die Videos aber nicht ansehen, ohne dass einem schwindlig wird“, sagt von Schneidemesser, „denn die Fahrt ist über weite Strecken recht holprig.“

Präzisere Daten helfen, politische Entscheidungen über das Stadtbild auf eine bessere Grundlage zu stellen

Die Fahrradmessungen sind nur ein Teil des Projekts, das die Forscher vom IASS gestartet haben. Denn obwohl die Zweirad-Messstation so gut ankommt, dass sich sogar schon Freiwillige als Fahrer gemeldet haben, kann das Rad nicht alles. Um noch präzisere Daten zu gewinnen, müssten die Radler weitaus mehr in ihren Fahrradtaschen unterbringen als die zweieinhalb Kilogramm schweren Geräte, die sie derzeit dabei haben. Ein Instrument, das zum Beispiel die Anzahl der Partikel, deren Größe und ihre Verteilung misst, wiegt 15 Kilogramm, dazu kommen 25 Kilogramm für die benötigte Pumpe.  Zusätzlich braucht das Gerät 300 Watt Strom.
Diese größeren Instrumente können nur mit dem Auto transportiert werden.

Deswegen sind Christian Ehlers und Dieter Klemp vom Institut für Energie- und Klimaforschung – Troposphäre des Forschungszentrums Jülich in der ersten Augustwoche mit ihrem Messwagen durch Berlin gefahren. „Nach einer Anfrage vom IASS haben wir uns entschlossen, sie im Rahmen einer einwöchigen Messkampagne bei der Analyse der lokalen Luftqualität in Berlin mit unserem Messwagen zu unterstützen“, sagt Ehlers. Neben den beiden Helmholtz-Forschern sind etliche Messgeräte an Bord, so dass die relevantesten Luftschadstoffe untersucht werden können. Ungefähr neun Stunden sind die Wissenschaftler pro Tag in Berlin unterwegs. Mit dem Auto können sie eine große Fläche abdecken. Auch die Straßen rund um die fest installierten Messstationen fahren sie ab. „So können wir feststellen, ob die Messungen tatsächlich repräsentativ für die Umgebung sind oder ob es starke lokale Einflüsse gibt“, sagt Ehlers.

Der Messwagen ist dabei auch durch den Tiergartentunnel gefahren. Denn der Straßenverkehr ist eine der größten Emissionsquellen der Stadt. Aber die Wissenschaftler interessieren sich ebenso für biogene Emissionen, also solche, die zum Beispiel von Bäumen ausgehen. Welche Rolle spielen die vielen Grünflächen in Berlin für die Luftqualität? Hier werden auch sekundäre Spurenstoffe wie zum Beispiel Ozon gemessen. Diese entstehen erst durch chemische Prozesse in der Atmosphäre und sind nicht so direkt einer Quelle zuzuordnen wie zum Beispiel Abgase. Alle gewonnenen Daten gehen in komplexe Modelle ein, mit deren Hilfe die Wissenschaftler die Prozesse besser verstehen wollen. Daraus können sie im besten Fall auch Aussagen entwickeln, wie die Belastung sich effektiv reduzieren ließe.

Die Ergebnisse der Untersuchungen vom IASS und vom Forschungszentrum Jülich dürften auch für die Politik relevant sein, denn die legt fest, welche Stoffe in welcher Konzentration in der Luft sein dürfen. Die Zahl der Tage, an denen die Feinstaubbelastung überschritten werden darf, wurde in Berlin in diesem Jahr bereits im Sommer erreicht. „Die politischen Richtlinien orientieren sich dabei vor allem an der Partikelmasse: Wie viel Feinstaub ist in der Luft?“, sagt Erika von Schneide­messer. „Was wir messen, ist aber nicht nur die Anzahl, sondern auch die Größe.“ Denn nicht alle der Teilchen schaffen es überhaupt in die Lunge des Menschen, wo sie unter Umständen gesundheitliche Schäden verursachen könnten. „Präzisere Daten und ein Wissen über die Zusammenhänge können dabei helfen, die politischen Entscheidungen über das Stadtbild und die Gesundheitsgefährdung auf eine bessere wissenschaftliche Grund­lage zu stellen“, sagt Boris Bonn.

Erika von Schneidemessers Radtour durch Berlin endet an einer der fest installierten Messstationen des Berliner Senats. Dort, in Neukölln, ist sie in der Nähe eines Kinderhorts montiert. Von Schneidemesser wechselt hier noch die Filter, die alle zwei Tage erneuert werden müssen, und macht einige Notizen. Dann tritt sie auf die Straße. Direkt vor dem Kinderhort parkt ein weißer Wohnwagen: Das ist ein Messwagen, den die Stadt für das IASS dort aufgestellt hat, damit die Forscher Platz für mehr Messgeräte haben. Er braucht aber einen Stromanschluss und kann deswegen nicht fahren. Tritt man nahe heran, hört man die Instrumente und Kühlungen im Inneren brummen. Auf dem Dach ist, ganz neu, ein Gerät angebracht, das Ozon messen kann, aber auch Stickoxide, Kohlenmonoxid und Ammoniak. Gerade wird an der University of Leicester daran gearbeitet, auch ein portables Ozonmessgerät zu entwerfen. Wenn es einsatzbereit ist, wird es Erika von Schneidemesser vermutlich auch noch in ihren Fahrrad­taschen mitnehmen auf die Strecke quer durch Berlin.

Die mobilen und stationären Partikelmessgeräte (DISCmini, Matter Aerosol; GRIMM 1108, GRIMM5403, GRIMM5416, NSAM) wurden zum Teil finanziert aus Mitteln der Eigenforschung des Umweltbundesamtes. Erste Ergebnisse sind veröffentlicht in:

  • Gerwig, H.; Pecher, W. and Wirtz, K. (2014): Mobile measurements of particle number and alveolar lung deposited surface area concentrations from low to high polluted environments at an urban background; in 1. Konferenz Aerosol Technology Juni 2014, Karlsruhe.
  • Gerwig, H.; Pecher, W. and Wirtz, K. (2014): Ursache für maximale Partikeloberflächenkonzentrationen in Langen bei Frankfurt; in: 49. Messtechnisches Kolloquium, 26. - 28.05.2014 in Dresden.

Weitere Informationen zum Thema Luftverschmutzung finden Sie auf unserer Themenseite: www.helmholtz.de/luftverschmutzung

18.11.2014 , Leonie Achtnich
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