Fehlerquellen beim Messen von Feinstaub

Bekanntlich haben wir eine große Abweichung zwischen den Messwerten des Landesamts für Umweltschutz Baden-Württemberg (LUBW) und denen der Sensoren vom Citizen Science-Projekt vom OK Lab Stuttgart. Diese Abweichung irritiert viele, die sich mit der Feinstaubbelastung in der Landeshauptstadt beschäftigen – und sie kann verschiedene Gründe haben.

Die Sensoren SDS011, die das OK Lab einsetzt, sind sehr günstige Bauteile, deren Messwerte von verschiedenen Parametern wie Luftfeuchte und Temperatur abhängen. Unter Standardbedingungen von 25 Grad Celsius und 50 Prozent relativer Luftfeuchte laut Datenblatt maximale Abweichungen von +/-15 Prozent und +/-10 Mikrogramm pro Kubikmeter Luft. Was dies praktisch heißt, zeigt die folgende Tabelle:

Messwert SDS011-Sensor Feinstaubbelastung
20 µg/m³ 7 – 33 µg/m³
50 µg/m³ 32,5 – 67,5 µg/m³
100 µg/m³ 75 – 125 µg/m³
200 µg/m³ 160 – 240 µg/m³

Gleichzeitig scheinen Sensoren aus verschiedenen Fertigungschargen voneinander abweichende Werte zu liefern. Es scheint so zu sein, dass die Sensoren immer präziser werden und innerhalb einer Charge ähnliche Werte liefern. Hier könnte eine Kalibrierung mittels eines Faktors (am 24. Januar 2017 wurde eine logarithmische Kalibrierfunktion angedacht) möglich sein. Was auf jeden Fall hilft, um Messfehler auszugleichen, ist den Median oder das arithmetische Mittel zwischen mehreren Sensoren zu bilden.

Die Luft, die die Sensoren ansaugen, ist nicht vorgetrocknet (wie es z.B. beim LUBW der Fall ist). Da die Sensoren die Partikelgröße und Menge per Laserstrahl ermitteln, ist es eventuell möglich, dass sie auch feinste Wassertröpfchen messen, was insbesondre bei Nebel zu Fehlern führt. Um dieses Problem zu lösen, wurden am 24. Januar 2017 drei Möglichkeiten diskutiert: Die Luft zu trocknen aka zu erwärmen bevor diese den Sensor erreicht, aus der parallel gemessenen Feuchte einen Korrekturfaktor zu ermitteln oder eventuell in Innenräumen zu messen und die Dichtigkeit der Gebäude mit einzubeziehen.

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