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

 

In Ballungsräumen wird lokal anhand von Sensoren für Ozon, Stickoxide oder Feinstaub (PM10, PM2,5) 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.

Fotocredit © Armin Märk

 

In der Woche vom 19. bis 23. Juni besuchten die 6. Klassen im Rahmen des aktuellen Sparkling Science - Projekts die Universität Innsbruck.

 

Tagebuch zur Sparkling Science Atemluft Projektwoche an der UNI Innsbruck

 

19.06.2023

Unsere Reise begann am Montag um 8:30 Uhr am Mittersiller Bahnhof. Nach der Ankunft am Universitätsinstitut bekamen wir eine Einführung von Leander Stark. Anschließend gab uns Prof. Armin Hansel die wichtigsten Infos zur Laborsicherheit. Unseren ersten Abend verbrachten wir in der Innenstadt zum Abendessen. Auf dem Weg kam uns auch das bekannte Goldene Dach unter.

20.06.2023

Um 8:30 Uhr fuhren wir mit der Straßenbahn von der Jugendherberge zur Technik Uni, wo wir dann schließlich um 9:10 Uhr auch ankamen. Von 9:15 Uhr bis 9:30 Uhr durften wir wieder selbständig in die Vorlesungen des Uni-Alltags hineinschnuppern, bis wir uns dann um 9:45 Uhr wieder alle gesammelt trafen, um eine Laborführung zu besuchen. Im Labor angekommen wurden uns einige Geräte und deren Funktion beziehungsweise deren Messergebnisse präsentiert und erklärt.

Nach der Führung arbeiteten wir wieder in unserer Gruppe an den Arbeitsblättern, um unseren Steckbrief zu Aerosolpartikeln weiter auszuarbeiten.

Um 12:00 Uhr verließen wir die Uni und hatten unsere wohlverdiente Mittagspause, bis sich dann die Klassen um 13:45 Uhr an der Talstation der Hafelekar-Bahn trafen, um zum Hefelekar hinaufzufahren. Oben angekommen besuchten wir eine Führung samt Ausstellung zum Thema "Untersuchung von Kosmischer Strahlung" und bekamen dazu einige passende Experimente vorgestellt. Danach ging es zum Innsbruckblick und auf die Hafelekarspitze. Um 17:15 Uhr starteten wir die Abfahrt mit der Bergbahn zurück ins Tal.

Unten angekommen hatten wir bis 22:00 Uhr Freizeit (Shoppen, Abendessen,...) und trafen uns dann am Goldenen Dachl. Dann fuhren wir wieder mit der Straßenbahn zurück in die Jugendherberge. Fazit von Tag 2: Sehr informativ und spaßig! 

21.06.2023

An diesem Tag waren wir am Vormittag an der Technik Universität und haben die Arbeitsaufträge weiter ausgearbeitet. Unsere Gruppe hat die Aufgaben über den anthropogenen Treibhauseffekt fertig gemacht. Dann haben wir Information über das positive und negative Feedback bekommen sowie über die Zukunftsszenarien recherchiert. Nach der Mittagspause haben wir uns am Nachmittag mit den Arbeitsaufträgen weiter beschäftigt. Ein andere Gruppe hat inzwischen die Luftpartikeln neben dem Flughafen gemessen. Danach haben wir Ursulinenschule besucht.

Schließlich haben manche das Körperwelten-Museum besucht und andere sind zum Hotel oder ins Zentrum gegangen. Der Tag war sehr angenehm.

22.06.2023

Wir sind alle rechtzeitig aufgewacht, um zu frühstücken und um uns frisch zu machen. Danach fuhren wir direkt zur Hauptuni ans Institut für Atmosphären- und Kryosphärenforschung. Dort hatten wir ein wenig Zeit, um uns ein paar Vorträge anzusehen. Die waren sehr interessant. Wir hatten einen Vortrag über das Wetter und danach noch eine kurze Führung in der Universitätsbibliothek. Dann ging es für uns in die Mittagspause zur Pizzeria.

Nach der Mittagspause trafen wir uns wieder in der Uni bei der Haltestelle Technik. Während unsere Gruppe den Science Slam Vortrag einübte, gingen Khalid und ich für unsere Messungen zum westlichen Ende des Flughafens. Wir kriegten zwei Starts und eine Landung von Kleinmaschinen mit. Ich befand mich mit den Füßen währenddessen im Fluss Inn. Dann gings für uns zurück zur Uni und wir besprachen, wie wir unseren Science Slam vortragen. Dann war Feierabend bezüglich dem “Schulischem”.

Wir Jungs gingen zu einem All you can eat - China Restaurant, wo mir fast kotzübel wurde. Gott sei Dank war das nur temporär und dann gingen wir alle glücklich zum Bowlen. Das war ein Riesenspaß. Um 22 Uhr gings in die Herberge zurück.

23.06.2023

Nachdem wir in der Technik angekommen sind, konnten wir noch unsere Science Slams üben. Diese wurden anschließend mit Freude vorgetragen. Nach weiteren Danksagungen und abschließenden Informationen haben wir mit ‚Escape the Lab‘ begonnen. Nach der Mittagspause hatten wir die Möglichkeit, ein Bachelorseminar zu besuchen. Anschließend machten wir uns auf dem Weg zum Hauptbahnhof und traten die Heimreise an.

 

Meinungen

Zur Ausarbeitung der Aufträge möchte ich folgendes anmerken ...

• Es waren sehr viele verschiedene Aufgaben zu erledigen. Das schaffte einen guten Ausgleich zwischen beispielsweise Recherche und anderen Aufgaben.
• es war toll dass wir selbstständig arbeiten durften
• Ich habe viele neue Sachen gelernt und die Ausarbeitung war sehr angenehm

Die Erarbeitung der "Science-Slam" Präsentation war für mich ...

• ... toll, interessant, spannend, witzig.
• ... teilweise schwierig, aber machbar und im Endeffekt toll.
• ... cool, weil wir selber bestimmen konnten, was bzw wie wir präsentieren, und es lustig war

Was ich zur Sparkling Science Woche noch sagen möchte:

• Es war wirklich sehr angenehm. Ich möchte mich herzlich bei unseren Lehrern und bei der Frau Direktorin für die Möglichkeit bedanken, eine sehr nette Woche zu haben! Die Betreuung war wie bei jeder Exkursion sehr gut.
• Nächstes Mal einfach besser planen. Es ist nämlich nichts nach dem Stundenplan gelaufen, den wir bekommen haben.
• Es war eine sehr tolle Erfahrung, ich hoffe wir können auch im nächsten Jahr ähnliche Projekte durchführen.

 

 

Text und Bilder: BORG Mittersill