Laut einer Studie von Forschern der Universität Kopenhagen gelangt ein großer Teil der starken Autoverschmutzung der Kopenhagener Durchgangsstraße Bispeengbuen direkt in die Häuser der Menschen. Ein von einem der Forscher entwickelter Sensor kann dazu beitragen, die Lücken in unserem Verständnis der lokalen Luftverschmutzung zu schließen.
Luftverschmutzung verkürzt jedes Jahr das Leben von mehr als viertausend Dänen. Vor Ort wissen wir nur sehr begrenzt, wie viele Schadstoffe in der Luft, die wir atmen, schweben. Tatsächlich wird die Luftverschmutzung nur an vierzehn Standorten in ganz Dänemark überwacht.
Dies veranlasste Chemiker der Universität Kopenhagen dazu, ihre eigenen Messgeräte entlang einer der belebtesten Durchgangsstraßen der dänischen Hauptstadt aufzustellen, einem Ort, an dem die Luftqualität sonst nicht gemessen wird: Bispeengbuen – eine Hochstraße, die dicht besiedelte Wohngebiete durchschneidet und in die dänische Hauptstadt hinein und hinaus führt Herzen von Kopenhagen.
Das Team hat herausgefunden, dass die Verschmutzung durch die 50.000 bis 70.000 Autos, die täglich über die sechsspurige Hochstraße fahren, direkt in umliegende Häuser gelangt. Die Ergebnisse werden in einer Studie des Chemiestudenten Frederik Hildebrand von der Universität Kopenhagen vorgestellt, die gerade in der Zeitschrift veröffentlicht wurde Dansk Kemi.
Die Wissenschaftler platzierten eine Reihe kostengünstiger Verschmutzungssensoren entlang des Bispeengbuen, außerhalb einer bewohnten Wohnung, 35 Meter von der Straße entfernt und in einem der Zimmer der Wohnung. Die von Forschern des Fachbereichs Chemie entwickelten Geräte maßen über vier Wochen lang die Luftverschmutzung.
„Der Sensor in der Wohnung wurde in einem Abstellraum angebracht, in dem sich keine Menschen aufhielten und in dem die Türen und Fenster die ganze Zeit über geschlossen waren. Hier fanden wir einen engen Zusammenhang zwischen Innen- und Außenluftverschmutzung. Das heißt, die Luftverschmutzung „Es kam aus dem Freien und kam in den Raum, obwohl es komplett abgesperrt war. Das war überraschend“, sagt Frederik Hildebrand.
Ergebnis: 48 % der Schadstoffe kamen von der Fahrbahn
Die Messungen der Wissenschaftler zeigen, dass 48 % der Innenraumluftverschmutzung der Wohnung direkt auf die durch Bispeengbuen verursachte Autoverschmutzung zurückzuführen ist.
„Das könnte zum Teil daran liegen, dass es sich um ein altes Gebäude handelt, das nicht so gut isoliert ist wie die neueren. Aber die meisten Gebäude in Kopenhagen sind größtenteils alt. Wenn man davon ausgeht, dass das Gleiche auch für andere Gebäudetypen gilt.“ Bei ähnlichen Gebäuden könnte die Luftverschmutzung in Innenräumen erheblich sein. Einige der Häuser liegen nur fünf Meter von der Fahrbahn entfernt“, sagt Matthew S. Johnson, Professor am Department of Chemistry, der das Projekt betreute und an der Entwicklung des verwendeten Sensors mitwirkte.
Die alarmierendsten Verschmutzungsarten, die die Forscher gemessen haben, waren Stickstoffdioxid (NO2) und Feinstaub (PM2,5). NO2 ist dafür bekannt, die Lunge zu schädigen und Krebs, Demenz und Herz-Kreislauf-Erkrankungen zu verursachen. Da sie so klein sind, können feine Partikel (PM2,5) in die Lunge gelangen und in den Blutkreislauf und den Körper gelangen. Die Partikel können unter anderem zu Lungenerkrankungen, Diabetes, Blutgerinnseln und Krebs führen.
Übertrifft die WHO-Richtlinien
Während die durchschnittliche Konzentration feiner Partikel, die im Freien entlang des Bispeengbuen gemessen wurde, innerhalb der Grenzen blieb WHO-Richtlinien für gesunde LuftqualitätDer durchschnittliche NO2-Wert überschritt im Messzeitraum die 24-Stunden-Grenzwerte der WHO.
Als die PM2,5-Konzentrationen am höchsten waren – was insbesondere in der morgendlichen Hauptverkehrszeit der Fall war –, lagen sie mehr als zehnmal über den 24-Stunden-Grenzwerten. Bei NO2 waren die Werte sechsmal so hoch.
„Unsere Messungen am Bispeengbuen sind so hoch wie die Werte auf dem am stärksten verschmutzten Straßenabschnitt Dänemarks – dem HC Andersens Boulevard in der Innenstadt von Kopenhagen. Der Unterschied besteht darin, dass wir uns hier oben im zweiten Stock befinden, sodass sich die Verschmutzung noch stärker auf die Umgebung ausbreitet.“ Bereich und höchstwahrscheinlich in die Häuser der Menschen“, sagt Professor Johnson.
Innerhalb der Wohnung blieben die Konzentrationen während des gesamten Messzeitraums, im späten Frühjahr 2022, unter den WHO-Grenzwerten.
„Das heißt aber nicht, dass es keine Aufmerksamkeit braucht. Schließlich hängen die Konzentrationen vom Verkehrsaufkommen ab. Im Winter vermuten wir, dass der Autoverkehr zunimmt und damit einhergehend auch die Luftverschmutzung – wie Studien von anderswo zeigen.“ „Es ist also nicht ausgeschlossen, dass die Grenzwerte überschritten werden“, sagt Frederik Hildebrand.
„Es ist auf jeden Fall besorgniserregend, dass es einen so engen Zusammenhang zwischen Außen- und Innenverschmutzung gibt. Sie gelangt ins Innere und schädigt mit hoher Wahrscheinlichkeit die Gesundheit der Menschen. Ein Teil des Problems kann durch Gebäuderenovierungen gemildert werden. Dennoch ist es eine sehr unglückliche Planung.“ dass die Fahrbahn so nah am Gebäude liegt“, sagt Johnson.
Nach jahrelangen politischen Diskussionen wurde beschlossen, eine der beiden Hochstraßen von Bispeengbue abzureißen und von sechs auf drei Fahrspuren zu reduzieren. Was denken die Forscher über diese Lösung?
„Der Autoverkehr ist immer noch konstant, sodass die Umweltverschmutzung eigentlich nur von einem Ort zum anderen verlagert wird. Wenn man den Verkehr hingegen unter die Erde verlagert, verteilt man die Umweltverschmutzung nicht auf die umliegenden Gebiete und kann sie kontrollieren.“ durch Filter und andere Dinge, die die Luft im Tunnel reinigen können“, sagt Hildebrand.
Die Messungen erfolgten vorerst nur an drei Orten in Kopenhagen
Heutzutage wird die offizielle Luftqualitätsüberwachung in Dänemark mit Instrumenten durchgeführt, die sehr präzise Messungen liefern, aber groß, teuer und energieintensiv sind. Daher ist die Anzahl der Messstationen stark begrenzt, da es in ganz Dänemark nur 14 Stationen gibt. Drei davon befinden sich in Kopenhagen.
„Man braucht also ein genaueres Bild vom Rest von Kopenhagen und von den lokalen Auswirkungen im Allgemeinen. Das können die Sensoren, die wir hier eingesetzt haben, liefern – schneller, besser und billiger. Wir haben beispielsweise 225 davon installiert.“ Messgeräte rund um den Stadtteil Camden in London. Sie stellen eine gute Ergänzung zu den offiziellen Messnetzen dar. Wenn wir Seite an Seite mit diesen Netzen arbeiten, können wir viel besser als heute wissen, wie verschmutzt die Luft, die wir atmen, tatsächlich ist. “ schließt Johnson.
Todesfälle durch Luftverschmutzung
Bei den Messgeräten, die die Forscher in der Studie verwenden, handelt es sich um kostengünstige Sensoren, die von der dänischen Firma DevLabs entwickelt wurden. Die kostengünstigen Sensoren sind kompakt, haben einen geringen Energieverbrauch und kosten 100 bis 1.000 Mal weniger als herkömmliche Geräte zur Luftverschmutzungsüberwachung. Dies ermöglicht die Schaffung kostengünstiger Gerätenetzwerke zur Untersuchung lokaler Verschmutzungen in einem bisher nicht gekannten Ausmaß. Allerdings müssen die Sensoren mit einem genaueren und teureren Messgerät kalibriert werden.
Mehr Informationen:
Frederik B. Hildebrand et al., Smog und Rauch mit der Wohnung auf dem 2. Platz, Dansk Kemi (2023).