IoT - Regulatorische Qualität

Messung der Luftgüte mit IoT Sensoren: Einhaltung verbindlicher Qualitätstandards (Directive 2008/50/EC)

„Landesumweltamt stellt gravierende Qualitätsmängel bei Messstation fest“ – so war Ende letzten Jahres zu lesen (rbb24). Was sich zunächst wie ein vernichtendes Urteil für technologisch neuartige Messverfahren liest, wirft bei umfassender Betrachtung diverse Fragen auf: Was ist der Maßstab für die Qualität eines Luftmessgerätes? Welcher Qualitätsanspruch muss gewahrt bleiben, wenn man öffentliche Gelder dafür ausgibt?

Die Kernfrage, wenn zusätzliche Messungen benötigt werden, ist „Warum wird eigentlich gemessen?“. Was soll mit den Daten erreicht werden? Das geht in der Regel über das nachträgliche Berichten von Schadstoffniveaus hinaus. Entscheidungsrelevante Informationen sollen zielgerichtete Maßnahmen ermöglichen: Vom Schutz von Risikogruppen bis hin zu regulatorischen Vorgaben und technischen Lösungen. Dazu ist sowohl räumlich als auch zeitlich eine ausreichende Abdeckung und Granularität nötig.

Wenn es um mehr geht, als persönliche Datenerhebung einzelner Personen, sondern Kommunen Messungen durchführen, um Bürger offiziell zu informieren, zu schützen bzw. Maßnahmen daraus ableiten, muss eine Qualität, die verbindlichen Standards (wie z.B. der Directive 2008/50/EC) entspricht, gewahrt sein. In der Regel erreichen die am Markt befindlichen IoT Messgeräte diese Anforderung nicht. Hawa Dawa bildet hier die Ausnahme und bietet belastbare Messergebnisse gemäß den Qualitätszielen der 39. BImSchV.

Die Hawa Dawa Messmethode wurde letztes Jahr vom TÜV Süd geprüft und im Prüfbericht wurde ausdrücklich vermerkt „Die Qualitätsziele der 39. BImSchV für die orientierende Messung von Stickstoffdioxid werden … erfüllt.“ Mit diesen qualitativ hochwertigen IoT Messgräten, lassen sich Daten zu Luftqualität flächendeckend und entsprechend den geltenden Standards als verlässliche Ergänzung zu den öffentlichen Messstationen etablieren. Um diesen belastbaren Standard zu erreichen, muss die Messmethode auf allen Ebenen auf die Qualität der Daten hin ausgerichtet sein: Bei der Hardware, dem Kalibrierungsalgorithmus, aber auch bei der Standortwahl.

In einer idealen Welt, könnten überall öffentliche Messtationen stehen, die in Echtzeit, flächendeckend und auf stündlicher Basis Informationen zu Schadstoffbelastung der Luft liefern, die dem Qualitätsstandard der „Äquivalenzmessung“ genügen. Das ist aufgrund der hohen Kosten nicht umsetzbar. In Deutschland gibt es EINE Messstationen (für NO2) pro 150.000 Einwohner. Um dennoch eine hoheräumliche Abdeckung zu gewährleisten bzw. die Luft an speziellen „Point of Interest“ zu messen, werden sogenannte Passivsammler zum Einsatz gebracht, deren Qualität den Standard der sogenannten „Referenzmessung“ entspricht.

Diese Passivsammler sind von der Idee her kleine Röhrchen, die über einen gewissen Zeitraum den Luftschadstoff NO2 sammeln und die dann abgenommen und nachträglich in einem Labor ausgewertet werden. Man erhält dann einen Durchschnittswert für die vergangene Periode. Sicher schließen diese Passivsammler (auch NO2 Kollektoren genannt) – zumindest für einen Luftschadstoff (NO2) – die Lücke im Netz der öffentlichen Messstationen. Dennoch sind sie aufgrund ihrer Methodik nicht dazu geeignet, Muster im Zeitablauf oder kritischen Situationen zeitnah zu erkennen oder Ursachen eindeutig unter Berücksichtigung zusätzlicher Einflussfaktoren zu identifizieren.

Sogenannte IoT Messgeräte setzen hier auf moderne Technologie, scheitern aber oftmals an der Verlässlichkeit der Daten. Dennoch darf man nicht außer Acht lassen, wie sich hier ein ganzes Feld von Herstellern mit unterschiedlichsten Qualitätsansprüchen etabliert: Von einfachen Geräten für typische Citizen Science Projekte mit klarem Fokus auf geringen Kosten bis hin zu Geräten, deren Messmethode von unabhängiger Seite geprüft ist und – wie die Passivsammler – dem Qualitätsstandard der „Referenzmessung“ bzw. der „orientierenden Messung“ genügen. Es gibt also nicht das eine IOT-Messgerät, für den eine einheitliche Wertung abgegeben kann.

Die Verantwortlichen müssen nicht nur die Kosten, sondern auch die nachgewiesene Qualität der zusätzlichen Messgeräte berücksichtigen, wenn eine verlässliche Gewinnung von Informationen zur Luftqualität das Ziel ist.