Über die Luft kommt jeder ständig mit unterschiedlichen Partikeln in Kontakt – Partikel, die aus Tröpfchen und Feinstaub bestehen, sogenannte Aerosole. Welchen Einfluss haben diese Partikel auf die Umwelt und unsere Gesundheit, und wie kann man sie messen? Mit diesen Fragen beschäftigt sich das Team von Thomas Adam, Professor am Institut für Chemie und Umwelttechnik der Universität der Bundeswehr München in Neubiberg.
Gemeinsam mit der Universität der Bundeswehr München bietet die Süddeutsche Zeitung innerhalb ihres Projektes „Schule und Zeitung“ Schulklassen in und um München einmal jährlich Vorträge zu spannenden und aktuellen Themen an. Die Schülerinnen und Schüler recherchieren und diskutieren mit den Expertinnen und Experten der Universität der Bundeswehr und schreiben im Anschluss eigene Artikel, die auf einer Sonderseite der gedruckten SZ sowie in der digitalen Ausgabe und auf der Homepage erscheinen. Zudem werden die Artikel auch online im Blog auf dieser Webseite veröffentlicht. Im aktuellen Projektzeitraum schreiben Schülerinnen und Schüler des Wilhelm-Hausenstein-Gymnasiums und des Gymnasiums Unterföhring über Forschungsprojekte an der Universität der Bundeswehr München.
Bisher wurden mobile Messungen laut Adam mithilfe von verschiedenen Transportmitteln wie Autoanhängern, Rucksäcken oder sogar einem Kinderwagen vorgenommen, die mit den Messgeräten ausgestattet wurden. Allein der umgerüstete Kinderwagen habe rund 100 000 Euro gekostet. Ausschlaggebend für diesen hohen Preis sei vor allem die verbaute Technik, die möglichst leicht und platzsparend, aber auch so präzise wie möglich sein müsse. Auch wenn diese Messmethoden am Boden aufgrund ihrer Mobilität große Vorteile hätten, stießen sie schnell an ihre Grenzen, sobald Daten aus höheren Luftschichten erhoben werden sollten, so Adam.
Deshalb arbeitet das Team um Thomas Adam in dem Forschungsprojekt „Lukas“ an einem neuen Ansatz. Dabei kommt ein mit Helium gefülltes Luftschiff zum Einsatz. Im Gegensatz zu Drohnen mit ihren Rotoren hat dieser Zeppelin laut Adam den Vorteil, dass er die Luftmessung nicht verfälscht, indem er die Partikel aufwirbelt. Günstiger sei diese Art der Luftforschung jedoch nicht. Etwa 80 000 Euro koste das komplette Messsystem. An das Luftschiff können ihm zufolge Gondeln zu unterschiedlichen Zwecken montiert werden, etwa zum Messen von Menge und Größe der Aerosole durch Lasermodule. Feinstaubproben würden mit einem Filtersystem gesammelt. So werde das Luftschiff zum Beispiel für die Messung von Schiffsabgasen in der Ostsee oder für die Luftbelastung auf der Zugspitze eingesetzt.
Die Proben werden Adam zufolge anschließend im Labor an der Uni in Neubiberg unter anderem mit einem Elektronenmikroskop ausgewertet. Dieses sehr präzise Gerät „stößt ein Tor auf in eine ganz neue Welt“, sagte Günter Obermaier aus dem Forschungsteam. Das habe ebenfalls seinen Preis: An die 800 000 Euro koste das Elektronenmikroskop des Instituts. Die gewonnenen Daten gäben Aufschluss über die Auswirkungen der Aerosole auf Klima und Gesundheit, erklärte Adam. So sei etwa festgestellt worden, dass Partikel wie Sulfat-Aerosole das Sonnenlicht reflektierten und so eine abkühlende Wirkung auf das Klima hätten. Andere hingegen wie Ruß absorbierten Sonnenstrahlen und hätten damit einen erwärmenden Effekt. Außerdem könnten Partikel dazu beitragen, dass sich schneller Wolken bildeten, die durch ihre helle Farbe ebenfalls Sonnenlicht reflektierten.
Größe und Form spielten für den Menschen ebenso eine erhebliche Rolle, da sie maßgeblich unsere Gesundheit beeinträchtigen könnten: Je kleiner die Partikel, desto wahrscheinlicher dringen sie über die Lunge in den Blutkreislauf ein, verteilten sich im Körper und stellten so ein erhebliches Gesundheitsrisiko dar. „Deswegen müssen wir uns ansehen, wie groß sie sind, wie viele es sind und aus welchen chemischen Verbindungen sie bestehen“, betonte der Projektleiter. „Lukas“ sei demnach ein großer Schritt in der Klima- und Umweltforschung. Denn die neuartige Messmethode ermögliche, ein dreidimensionales Bild der Schadstoffbelastung in der Luft zu erstellen und dadurch Erkenntnisse zu gewinnen, wie die Umwelt geschützt werden könne. Ebenso liefere das Projekt neue Einblicke, mit welchen Maßnahmen sich die Gesundheit langfristig verbessern ließe.
Das nächste Ziel des Forschungsteams liegt laut Thomas Adam weiter nördlich, in Spitzbergen, Norwegen: Die Wissenschaftler wollen das Phänomen Arctic Haze, zu Deutsch arktischer Dunst, untersuchen – einen Effekt, den die monatelange dunkle Polarnacht und die damit fehlende Sonneneinstrahlung auf die Bildung von Aerosolen in der Atmosphäre haben. Auffällig sei in arktischen Bereichen wie Spitzbergen, dass trotz einer grundsätzlich sehr sauberen Luft die Feinstaubwerte im Frühling manchmal gravierend schlechter würden.
Welchen Einfluss das Phänomen auf die in der Arktis deutlich stärkere Erderwärmung hat, wollen die Forschenden genauer beleuchten. Sie werden dazu fünf Monate lang an Ort und Stelle Messungen vornehmen und Proben entnehmen, um daraus Erkenntnisse über den Klimawandel zu gewinnen. Das Projekt soll im Frühjahr starten.
Autoren: Kilian Oberdorf und Benedikt Ballig, Klasse 10c, Gymnasium Unterföhring
