Feinstaubsensor zur Aerosol-Messung?

Mit Covid-19 wird in letzter Zeit immer mehr der Einfluss von Aerosolen in der Raumluft diskutiert. Von der Partikelgröße überschneidet sich das ja mit Feinstaub. Könnte man daher zur indoor Messung von Aerosol-Konzentrationen einen Feinstaubsensor verwenden?

Aerosol Feinstaub
Aitken-Kerne: 0,01 bis 0,1 µm
große Kerne: 0,1 bis 2 µm
Riesenkerne: größer als 10 µm
PM0,1 < 0,1 µm
PM2,5 < 2,5 µm
PM10 < 10 µm

Quelle: Aerosol: Wikipedia, Feinstaub: DWD

Weitere Fundstücke dazu

https://www.iuta.de/forschung/aerosole-partikel/aerosole/aerosoltechnik/

Eine aktuelle Besonderheit der optischen Aerosolmesstechnik stellen kostengünstige Feinstaubsensoren dar, die überwiegend photometrisch arbeiten und typischerweise weniger als 20 € kosten. IUTA untersucht diese Sensoren intensiv im Hinblick auf deren Anwendungen im Bereich der Feinstaubmessung , der Überwachung der Exposition am Arbeitsplatz , sowie der Möglichkeiten, diese zur Regelung und Digitalisierung von Lüftungsanlagen einzusetzen.

Das könnte für @wtf interessant sein: Anwendungsmöglichkeiten und Grenzen kostengünstiger Feinstaubsensoren - ingenieur.de - Jobbörse und Nachrichtenportal für Ingenieure

Danke für die Links.

Bzgl. der skizzierten Messfrage ein paar spontane Gedanken: Wie kriegste den Feinstaub wieder raus? Man könnte parallel ne “Trockenmessung” machen, also Luft trocknen und wirklich nur den Feinstaub zählen. Aber selbst wenn das geschieht geht der Ansatz vermutlich in Teufelsküche: Im Weiteren müssten Aerosole von Wasser getrennt werden. Aber was braucht das Wasser um zu kondensieren? Einen Kondensationskeim: Ein Stück Feinstaub, Polle o.ä.

Was ist eigentlich ein Aersol? Nach Wikipedia “ein heterogenes Gemisch (Dispersion) aus festen oder flüssigen Schwebeteilchen in einem Gas” … fest oder flüssig? Na Prost Mahlzeit: Wassertröpfchen, Feinstaub, Pollen … alles wohl Aersole. Was wollen wir nun eigentlich genau messen? Wir messen ja wohl schon Aerosole! ;)

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Ja, das ist mir vor allem bei obigem Zitat auch aufgefallen, dass da munter zwischen Aerosol und Feinstaub in der Terminologie gewechselt wird und die Feinstaubmessung auch schon mal als Aerosolmessung bezeichnet wird.

Und wenn – wie du ja schon berichtet hast – die "Feinstaub"messung ungenau wird, wenn es feucht ist spricht das ja auch dafür, dass der Sensor hier eher flüssige Teile in der Luft misst als feste.

Die handelsüblichen Airrohr-Sensoren messen Feinstaub im Bereich PM10 und PM2,5. In unserem Zusammenhang wäre auch noch zu klären, ob die Covid-19-Viren im “kleinen” Aerosol-Bereich vorkommen / gefährlich sind oder in den großen Kernen. Wenns die kleinen Kerne sind könnten wir mit unserer Messtechnik eh nicht detektieren.

Wir hätten also das Problem das hier zu unterscheiden:

  • fest = “richtiger” Feinstaub
  • Aerosol (feste und flüssige Anteile) ggf. mit Corona-Viren
  • “normale” Feuchtigkeit

Aus dem Wikipedia Artikel:

image

Wenn sie gefährlich und lange in der Luft stehen sollen, müssen sie ja im <1µm-Bereich liegen. Sonst fallen sie recht schnell gen Boden.
Ich kenne nur eine Firma, die in der Größe 1µm und kleiner überhaupt einigermaßen seriös größenaufgelöst Partikel zählen kann.
https://www.grimm-aerosol.com/products-en/nano-particle-measurement/smps-e/57055706/

Das Ergebnis ist aber nur die Anzahl einer gewissen Größenklasse - wenn man wissen will was da in der Luft ist, bleibt nur die Luft zu Filtern und den Filterkuchen nasschemisch oder mikrobiologisch weiter zu bearbeiten.

Die Dynamik der Aerosole macht auch große Messprobleme. Gase können reagieren und feste Partikel werden, Gase können zu Tropfen kondensieren, Tropfen verdunsten und lassen Feinstaub zurück, Nanopartikel agglomerieren innerhalb weniger cm Flugweg zu Feinstaub, der zu Grobstaub, etc.
Ein wüstes Durcheinander.
Ein möglicher Messablauf wäre vielleicht: Luft filtern -> DNA auf Filter in PCR vermehren -> Material in DNA Sequenzer geben -> Datenbanksuche -> …
Wenn man sich da richtig Mühe gibt und mit ordentlich Förderung Geld keine Rolle spielt, kann man bestimmt mit 24h Verzögerung eine Auflösung von einer Stunde hinbekommen. :man_scientist:

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;-) dachte jetzt eher an das Gegenteil, Feinstaubsensor mal in ein Zimmer im Kindergarten, Probenraum vom Chor, Turnhalle hängen und wenn der “zu viel” misst Lüften / Abbrechen.

Wenn die kritischen Partikel allerdings die mit < 1µm sind kommt man mit Maker-Technik dann nicht ran.

Soweit ich weiß kommt ein Körper kommt mit ein paar wenigen Viren ganz gut klar, ohne Krank zu werden. Erst wenn eine gewisse kritische Masse vorhanden versagt die erste Abwehrlinie des Körpers und man wird Krank. Dieses kann entweder durch eine sehr hohe Menge an Feinsten Aerosolen oder aber auch ein paar wenigen sehr großen Aerosolteilchen erfolgen.
Das wird dann schon mal schwer zu messen sein.

Wenn man den Viren-Forschern glauben schenken kann sind 1,5 besser 2m Abstand kein Problem, was mich wiederum zu der Annahme führt, das die Teilchen gar nicht so klein sein können.
Was aber dann auch heißt das wir in direktem Umfeld der zu schützenden Personen messen müßten und nicht irgendwo. Da diese Personen aber auch eigene, für sie persönlich unkritische Aerosole ausstoßen, können wir das nicht.

Es wird sich auch kein Forscher bei Verstand finden lassen, der sagt ab Konzentration X ist die Ansteckungsgefahr = Y%. Es ist also vollkommen egal was einem der Sensor an Werten übermittelt. Man kommt zu absolut keinem Ergebnis.