Luquas

Was kann LUQUAS?

LUQUAS aggregiert Sensordaten und externe Daten aus Satellitenbeobach-tung, Wettermodellierung, Tageszeit sowie weiteren Parametern und erstellt eine Situationsbewertung der kommenden Tage hinsichtlich der Luftbelastung. Wir messen die Fein-staubbelastung für  PM 2.5 und PM 10 in Echtzeit und können diese für die nächsten drei Tage mit einer sehr hohen Genauigkeit vorhersagen. Die gemessenen oder vorhergesagten Werte werden in einer Karte mit den eingesetzten Sensoren angezeigt.

Welche Vorteile bietet LUQUAS?

LUQUAS informiert die Nutzer über die aktuelle und kommende Feinstaubbelastung. Durch die Vorhersage lassen sich Aktivitäten im Freien so planen, dass diese zu Zeiten stattfinden, an denen die Luftqualität besser und Aktivitäten im Freien weniger gesundheitsschädigend sind. Dadurch können bspw. Sportaktivitäten, Spielplatzbesuche, Fahrradtouren oder auch Pausenzeiten in Kindergärten entsprechend geplant werden.

Wie funktioniert LUQUAS?

LUQUAS basiert auf einem Netzwerk eigener und öffentlicher Sensoren sowie Sensoren von unserem Partner Luftdaten.Info. Die Daten werden pro Sensor eingelesen, verarbeitet und angezeigt. Mittels mathematischer Modellen werden die Vorhersagen berechnet. Durch den Einsatz von Machine Learning werden diese Modelle ständig optimiert, wodurch die Vorhersagequalität kontinuierlich verbessert wird.

Was macht LUQUAS anders?

Qualität ist für uns entscheidend! Unsere angezeigten Werte basieren alle auf physikalisch vorhandenen Sensoren. Aktuelle Werte werden gemessen und nicht berechnet. Das unterscheidet uns maßgeblich von vielen anderen existierenden APPs, deren Werte zum Teil sehr weit von der Realität entfernt sind. Auf Basis dieser Messwerte können sehr präzise Vorhersagen berechnet werden.


Infos zur Luftqualität

Für alle Lebewesen ist saubere Luft lebensnotwendig. Gesunde Frischluft wird als kühle Luft aus einer natürlichen und unbelasteten Umgebung definiert. Der Körper wandelt die frische Luft, also den Sauerstoff, durch die Atmung in Kohlendioxid um. Es klingt zwar banal, aber frische Luft ist auf unserer Erde keineswegs selbstverständlich.

Die Liste der Luftschadstoffe, die Mensch, Flora und Fauna schaden, ist lang: Feinstaub, Ultrafeinstaub, Stickoxide, Schwefeldioxide, Kohlenmonoxide, Ozon, Schwermetalle, Kohlenwasserstoffe und weitere. Der Schadstoffausstoß in die Atmosphäre wird als Emission von Luftschadstoffen bezeichnet. Atmosphärische Prozesse bewirken die Verdünnung, den Transport (Transmission) und unter Umständen auch die che­mische Umwandlung von Schadstoffen.

Diese Schadstoffe haben verschiedene Ursachen und Quellen. Emittenten sind Luft-, Straßen- und Schienenverkehr, Schifffahrt, Verbrennungsprozesse in Kraftwerken sowie Industrie, Landwirtschaft und Privathaushalte. Die daraus resultierenden Umweltfolgen reichen von verpesteter Luft und Ozonbelastung über belastete Böden bis zur Versauerung von Ökosystemen. All das kann zu Erkrankungen beim Menschen führen.

Wir haben uns zunächst auf Feinstaub konzentriert, da dieser sich am unmittelbarsten auf die menschliche Gesundheit auswirkt. Feinstaub dringt über die Atemwege tief in die Lunge ein und kann zu unterscheidlichen Erkrankungen führen.

Wissenswertes zu Feinstaub

Was ist Feinstaub?

Feinstaub setzt sich aus unterschiedlichsten Stoffen zusammen die als Partikel für einen gewisse Zeit in der Atmosphäre bleiben bevor sie zu Boden sinken. Die Zusammensetzung ist extrem vielschichtig. Feinstaub kann sich aus hochgiftigen Stoffen aus Verbrennungsprozessen und Industrie bis zu natürlichen Partikeln zusammensetzen. Neben primärem Feinstaub gibt es auch sekundären Feinstaub, der erst durch Vorläufersubstanzen in der Atmosphäre entsteht.

Die Abbildung zeigt Pollen unterschiedlicher Pflanzenarten unter dem Mikroskop.

Je nach Größe der Partikel unterscheidet man im Wesentlichen zwischen PM10 oder PM2.5 (PM steht für Particulate Matter). Dies beschreibt Staubteilchen, deren Durchmesser kleiner als 10 beziehungsweise 2,5 Mikrometer ist. Als Ultrafeinstaub (UFP) werden ultrafeine Partikel mit einem Durchmesser von weniger als 0,1 µm bezeichnet.

Wie entsteht Feinstaub?

Feinstaub kann sowohl aus natürlichen wie auch antropogenen Quellen stammen. Zu den natürlichen Quellen gehören beispielsweise Erosionen, Vulkane, Pilzsporen, Pollen, Saharastaub oder Meersalz.

Hauptemittenten für menschlich erzeugten Feinstaub sind folgende:

Abgase: In Großstädten und Ballungsgebieten ist der Straßenverkehr die größte Feinstaubquelle. Dieselmotoren stehen besonders im Fokus, obwohl auch beim Verbrennungsprozess in modernen Benzinmotoren mit Direkteinspritzung Ultrafeinstaub entsteht. Beim Flugverkehr entstehen Abgase aus Kerosinverbrennung. Ein Gramm Kerosin verbrennt zu 100 Milliarden ultrafeinen und gesundheits-schädlichen Partikeln. Auch die Schifffahrt trägt ihren Teil dazu bei: Bei einem rund 200 Metern langen Schiff mit einer Leistung von rund 36.000 kWh, werden bei der Verbrennung von Schweröl pro Tag mehr als 400 Kilogramm Feinstaub freigesetzt.

Abrieb: Abrieb entsteht vor allem im Straßenverkehr als Reifen-, Brems- und Straßenabrieb. An stark befahrenen Straßen sind die Konzentrationen oft besonders hoch. Aber auch in U- und S-Bahnhöfen gibt es Feinstaub durch Abrieb aus dem Bahnbetrieb, etwa von Rädern und Gleisen.

Heizung: Feststofffeuerungsanlagen wie Pellets-, Holz- und Kohleöfen geben Ruß und damit Feinstaub ab. Wenn Holz verbrannt wird, treten viel höhere Emissionen auf als bei der Verwendung von Gas, Öl oder Kohle. Anlagen die automatisch betrieben werden, haben dabei wesentlich bessere Feinstaubwerte als beispielsweise ein Kachelofen der von Hand betrieben wird.

Landwirtschaft: Auch die Landwirtschaft ist eine sehr bedeutende Feinstaubquelle. Bei der Ernte sowie beim Umfüllen und Transport von Erntegut wird viel Staub aufgewirbelt. Darüber hinaus produziert die Landwirtschaft besonders viele gasförmige Vorläuferstoffe von Feinstaub. Dies geschieht z.B. durch die Ausbringung von Gülle und darüber der Freisetzung von Ammoniak.

Industrie: In der Industrie gibt es viele unterschiedliche Feinstaubquellen. Kraft- und Fernheizwerke, Abfallverbrennungsanlagen, Öfen,  der Schüttgutumschlag sowie bestimmte Industrieprozesse. Allein ein Braunkohlekraftwerk emittiert mehr als 500 Tonnen Feinstaub pro Jahr.

Sonstige: Feinstaub entsteht aber auch durch den Betrieb von Backöfen, Laserdruckern oder Kopierern. Aber auch durch Tabakwaren, beim Staubsaugen, beim Ausmisten von Kleintierkäfigen, beim Abbrennen von Kerzen und Räucherstäbchen .

In der kalten Jahreszeit gibt es besonders viel Feinstaub in der Luft. Grund dafür sind Inversionswetterlagen die den Luftaustausch hemmen. Im Normalfall ist die Luft am Boden wärmer und wird nach oben hin kälter. Bei Inversionswetterlagen ist das Gegenteil der Fall. Eine kalte Luftschicht ist in Bodennähe und wird von einer wärmeren Luftschicht eingeschlossen. Das betrifft dann auch Feinstaub und andere Schadstoffe.

Ob und wie gesundheitsschädlich Feinstaub für den Einzelnen ist, kommt auf die Dauer und die Dosis der man ausgesetzt ist an.

Wie wirkt Feinsstaub auf die Gesundheit?

Feinstaub dringt über die Atemwege tief in die Lunge ein und kann zu Schlaganfällen, Lungenerkrankungen, Herz-Kreislauf-Erkrankungen, Demenz, Asthma oder Krebs führen. Für die Gesundheit gilt: Je kleiner die Partikel sind, umso gefährlicher sind sie. Nach Angaben des Umweltbundesamtes sterben pro Jahr mindestens 45.000 Menschen an den Folgen der Feinstaubbelastung. Das sind mehr als zehn Mal so viele wie bei Verkehrsunfällen.

Ultrafeine Partikel sind dabei besonders gefährlich. Sie sind zellgängig und gelangen über den Blutkreislauf bis ins Gehirn. Für diese UFP gibt es bisher noch keine Immissionsgrenzwerte.


Kartenfunktionen

Bedienung

Auf unserer Karte werden die eingebunden Sensoren mit den aktuellen Messwerten angezeigt. Wenn man den Standort-Zugriff erlaubt, fokussiert die Karte auf den aktuellen Standort des Abfragegeräts. Alternativ kann man für die Ortssuche in Deutschland den Ortsnamen bei „Gehe zu“ eingeben.

Über die Check-Boxen (PM 10 und PM 2.5) am rechten oberen Rand kann die Partikelgröße für die Anzeige gewählt werden. Mit einem Klick auf den Vorhersagemodus kann die Feinstaubbelastung für die nächsten drei Tage berechnet werden. Über den „Gehe zu“-Button kann ein beliebiger Ort eingegeben werden der dann fukussiert wird. Ein Zoom-In oder Zoom-Out ist über Maus oder Tastatur möglich.

Darstellung

Für die Darstellung der Sensoren gibt es unterschiedliche Icons. Ein Sensor wird über das Postitions-Icon gekennzeichnet. Wenn der Zoom-Level die in einem Bereich vorhandenen Sensoren auf Grund ihrer Nähe noch nicht darstellen kann, werden diese als Mittelwert der von diesen Sensoren gemessenen Werte in einem Kreis angezeigt. Öffentliche Sensoren werden als Quadrat dargestellt. Die Einfärbung der ICons erfolgt nach den aktuell geltenden Grenzwerten der jeweiligen Partikelgröße. Die Legende hierzu wird rechts unten in der Karte angezeigt. Grau eingefärbete Sensoren liefern unbrauchbare Werte und werden für die Berechnungen nicht herangezogen.

Durch das anklicken eines Sensors werden die Detailinformationen zum ausgewählten Sensor angezeigt.