Sparkling Science - Projekt Atemluft

Analyse der typischen Exposition gegenüber dem chemischen Mix von lungengängigen ultrafeinen Partikeln in ländlichen und städtischen Tallagen

Projektbeschreibung:

In Ballungsräumen wird lokal anhand von Sensoren für Ozon, Stickoxide oder Feinstaub (PM₁₀, PM_2,5) die Luftgüte bestimmt. Während die Messung von Feinstaub repräsentativ für die Belastung des Ballungsraumes ist, sind sogenannte ultrafeine Partikel (UFP, Partikel mit Durchmesser kleiner 100nm) völlig anders verteilt. Mit jedem Atemzug gelangt das Gemisch aus Partikeln (Aerosol) verschiedenster Größe und Zusammensetzung in die Lunge. Je nachdem, ob man in freier Natur, an einer viel befahrenen Straße oder im Innenraum verweilt, ist man also unterschiedlichen Umgebungsaerosolen ausgesetzt. Eine Vorstudie 2018 zeigte, dass die Topographie und das Verkehrsaufkommen beim Schulweg zu erhöhten, gesundheitsrelevanten Partikelexpositionen führen können. UFP stehen im Verdacht gesundheitsschädlich zu sein.

Hier setzt das Projekt „Atemluft“ an: Ziel ist die Erforschung der Partikel-Belastung am Schulweg von Schülerinnen und Schülern an einem städtischen und einem ländlichen Schulstandort. Die Schülerinnen und Schüler kartieren ihre individuelle UFP-Belastung mit mobilen Sensoren bei verschiedenen meteorologischen und saisonalen Bedingungen.

Weitere Citizen Scientists wie Schulkolleginnen und Schulkollegen, Eltern, Lehrerinnen und Lehrer, Bürgerinnen und Bürger aus den umliegenden Gemeinden der Partnerschulen werden aktiv ermutigt selbst mitzuforschen. Ohne die Beteiligung der Schülerinnen, Schüler und weiteren Citizen Scientists ist es nicht möglich, einen derart einzigartigen Datensatz zur individuellen Partikelbelastung zu generieren.

Weiteres Ziel des Projektes ist es, die chemische Zusammensetzung von Feinstaub und UFP zu bestimmen. UFP kommen zwar in hoher Anzahlkonzentration sehr lokalisiert vor, ihre Masse ist aber so gering, dass chemische Analysen sehr aufwändig sind. In einem innovativen Ansatz wird die Luft in einem Denuder gefiltert, dann werden die Partikel thermisch verdampft und diese Komponenten in einem hochempfindlichen Chemischen-Ionisations-Massenspektrometer (CIMS), das an der Universität Innsbruck entwickelt wurde, analysiert. Die Schülerinnen und Schüler haben die Möglichkeit bei diesen Messungen dabei zu sein.

Bei diesem Projekt werden die Schülerinnen und Schüler in die wissenschaftliche Arbeitsweise eingeschult, führen Messungen durch, nehmen Einblick in die Datenauswertung und präsentieren ihre Projektergebnisse öffentlich. Zusätzlich erwarten die Schülerinnen und Schüler Labdays, Data Workshops an der Universität Innsbruck und eine Exkursion ans CERN, wo im Rahmen des CLOUD-Projektes an der Wolkenentstehung geforscht wird.