Projekt PIRAThe in Athen
Beitrag (Text und Fotos) von Dr. Martin Ramacher, Abteilung Chemietransportmodellierung
Für mein Projekt PIRAThe konnte ich erfolgreich Mittel über das TransNational Access (TNA)-Programm im Rahmen der EU H2020 Aktivität ATMO-ACCESS sichern. Das PIRAThe-Projekt, das für „Particulates Infiltrating Residencies in Athens“ („Partikel, die in Wohngebäude in Athen eindringen“) steht, wurde als eine Kombination aus Messkampagne und Modellierstudie entworfen. PIRAThe begann mit einer dreiwöchigen Messkampagne in Zusammenarbeit mit Kollegen des Nationalen Observatoriums von Athen (NOA) in Griechenland.
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Ich bin derzeit als Postdoktorand in der Abteilung für Chemietransportmodellierung unter der Leitung von Dr. Volker Matthias am Helmholtz-Zentrum Hereon tätig. Mein Hauptforschungsschwerpunkt liegt in der Modellierung der Luftqualität auf städtischer Ebene und der damit verbundenen Belastung (Exposition) der Bevölkerung. In den letzten Jahren ist die Zusammenarbeit mit dem Nationalen Observatorium von Athen erheblich gewachsen und hat bereits zu vielen fruchtbaren Ergebnissen geführt. Die Idee für das PIRAThe-Projekt ist ein Resultat und eine Fortführung dieser Zusammenarbeit.
Das Hauptziel des PIRAThe-Projekts besteht darin, die Berechnungen zur Luftschadstoffbelastung der Bevölkerung im Stadtgebiet von Athen zu ermöglichen, zu verbessern und zu verfeinern. Etablierte und häufig verwendete Methoden zur Berechnungen der Belastung beruhen auf der Annahme, dass die Konzentrationen von Luftschadstoffen im Freien identisch mit denen in Innenräumen sind. Zahlreiche Messungen haben jedoch gezeigt, dass diese Annahme fehlerhaft ist: Die Infiltration von Luftschadstoffen aus dem Freien in Innenräume ist äußerst dynamisch und variiert je nach Art des Schadstoffs, den Wetterbedingungen, den Eigenschaften des Gebäudes und dem individuellen Verhalten. Angesichts der Tatsache, dass Menschen mehr als 70% ihrer Zeit in Innenräumen, sei es zu Hause oder bei der Arbeit, verbringen, ist es unerlässlich, diese Infiltration bei der Berechnung der Schadstoffbelastung zu berücksichtigen.
Mein Expositionsmodell UNDYNE, das ich im Rahmen meiner Doktorarbeit entwickelt habe, ist in der Lage, diese Schwankungen in den Konzentrationen von Freiluftschadstoffen sowie die Bevölkerungsaktivität in verschiedenen Umgebungen bei der Durchführung von Belastungsberechnungen auf dem Stand der Wissenschaft zu berücksichtigen. Dennoch erfordert die Erzielung genauer Schätzungen zur Schadstoffinfiltration für eine gesamte Stadt wie Athen die Nutzung lokalen Wissens, das aus Messungen gewonnen werden muss. In Athen fehlten solche Messungen, was zur Initiierung des PIRAThe-Projekts führte.
Das PIRAThe-Projekt umfasste zunächst eine dreiwöchige Messkampagne in sechs verschiedenen Wohngebäuden in Athen. Jedes Wohngebäude war sowohl innen als auch außen mit mehreren Messgeräten ausgestattet, um Feinstaub, Ruß und Stickstoffdioxid zu messen. Diese Messungen wurden durch Aufzeichnungen von Temperatur, relativer Luftfeuchtigkeit und Windgeschwindigkeit/-richtung ergänzt. Darüber hinaus waren die Bewohner dazu aufgefordert, Fragebögen zu ihrem üblichen Verhalten und den Gebäudeeigenschaften auszufüllen und ein Tagebuch zu führen. Diese Messungen ermöglichen nun die Analyse der Schadstoffinfiltration in Innenräumen, wobei die Ergebnisse als neue repräsentative Parameter im UNDYNE-Expositionsmodell dienen.
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Der nächste Schritt besteht darin, Modellsimulationen durchzuführen, um die Exposition der Bevölkerung von Athen gegenüber Feinstaub, Ruß und Stickstoffdioxid zu modellieren. Diese Modellierung berücksichtigt die gemessenen Infiltrationsparameter und wird dann mit zwar bereits vorhandenen, aber bisher nicht für Athen repräsentativen Parametern verglichen. Diese Verbesserung ermöglicht genauere Schätzungen der menschlichen Schadstoffexposition und trägt letztendlich zur Bewertung der Gesundheitsauswirkungen bei. Ein weiterer Vorteil dieses Vorhabens besteht darin, dass das Nationale Observatorium von Athen nun über ein betriebsbereites Expositionsmodell, auf dem Sttand der Wissenschaft, speziell für Athen verfügt.
Das gewonnene TNA-Projekt PIRAThe hat mir erstmals in meiner Karriere als Luftqualitätsmodellierer die Möglichkeit geboten, eine Messkampagne zu planen, zu organisieren und durchzuführen, wodurch ich aus erster Hand Erfahrungen als Messender sammeln konnte und diese mit meiner Modellierungsexpertise kombinieren konnte. Ein ähnliches Projekt wurde bereits erfolgreich beantragt und ist für das kommende Jahr in Lüttich, Belgien, geplant. Dieses Projekt wird mehr Messungen und weitere Schadstoffe umfassen und sich auf die Belastung von Kindern mit Luftschadstoffen in Schulen konzentrieren.
