Motivation

Peking, die Hauptstadt Chinas mit einer Bevölkerung von ca. 15 Mio. Einwohnern, leidet seit Jahrzehnten unter starker Luftverschmutzung.

Die Aerosolbelastung wird durch ein komplexes System geprägt. In diesem System wirken viele unterschiedlichen Einflussfaktoren, wie Topografie, Klima und Wetter, urbane Nutzungsstrukturen und Emittenten sowie demographische und wirtschaftliche Entwicklung. Diese Faktoren bestimmen sowohl die Gesamtmengen an Aerosolen sowie auch deren chemische und mineralogische Zusammensetzung. Die Aerosolquellen in Peking sind vielfältig. Einerseits sind die verschiedenen anthropogenen Staubquellen wie Industrie, Verkehr, Baustellen oder die Verbrennung fossiler Rohstoffe zu nennen. Andererseits ist die Stadt insbesondere im Frühjahr von starken Staubstürmen aus den Wüsten Gobi und Takla Makan betroffen.
Zu Zeiten massiver Staubereignisse kann es zu einer Abnahme der Sichtverhältnisse auf unter 50 m kommen. Zum Schutze der Gesundheit und einer lebenswerten Umwelt benötigt eine nachhaltige Stadtplanung ein umfassendes Wissen über die Prozesse der Entstehung, Verteilung, Transformation, Ablagerung und Zusammensetzung der Aerosole.
 

Im Rahmen der Doktorarbeit sollen die Interaktion zwischen anthropogenen und geogenen Partikeln (PM 2,5, sowohl von Nah- als auch Ferntransport) analysiert und der jahreszeitliche Verlauf in Konzentration und Zusammensetzung der Aerosole über einen Zeitraum von 2 Jahren aufgezeigt werden.

Die Messstationen in Peking liegen auf einem Transekt von NW nach SE durch das Stadtgebiet (Abbildung 1). Durch diese Anordnung der verschiedenen Stationen in der Stadt spiegeln sie die unterschiedliche Landnutzung und den Einfluss der natürlichen Quellen wider.

Die geogenen Partikel kommen zum einen durch Ferntransport aus den westlich und nordwestlich gelegenen Trockengebieten. Zum anderen werden sie über kurze Strecken transportiert und stammen dann beispielsweise von Böden, Baustellen oder Kohlehalden.

Der lange Zeitraum der kontinuierlichen Probennahme parallel an verschiedenen Messstationen in der Stadt, die Unterscheidung von Tag- und Nachtproben sowie die Fokussierung auf Partikel kleiner 2,5 µm (PM 2,5) sind wesentliche Aspekte der Arbeit. Partikel unter 2,5 µm Durchmesser gelten als gesundheitlich besonders bedenklich. Je kleiner die Partikel sind, desto tiefer können sie in den Atemtrakt der Menschen gelangen. Außerdem haben kleine Partikel eine besonders große Oberfläche und stehen daher als Träger für zum Teil toxische Substanzen zur Verfügung. In China existiert bislang weder ein Grenzwert für die Fraktion PM 2,5, noch wird PM 2,5 regelmäßig beprobt, denn beim Monitoring in Peking wird  ausschließlich der Gesamtstaub (TSP) und PM 10 untersucht. 
 

Zusätzlich zu diesen kleinen Partikeln werden auch Partikel mit 3-96 µm Durchmesser beprobt (passives Verfahren mit Sigma-2 Sammelgeräten).

Auch wenn die gröberen Partikel nicht alveolengängig sind, können sie doch negative gesundheitliche Auswirkungen zur Folge haben (Ablagerung in den extrathorakalen Atemwegen und Auslösung von Reizungen sowie Aufnahme durch Verschlucken) und eine Vielzahl von Informationen über die allgemeine Belastungssituation geben.
Eine der Messstationen im Nordwesten der Stadt mit den verschiedenen Staubsammelgeräten ist auf Abbildung 2 zu sehen.