Hawa Dawa ist „Digitales Startup des Jahres 2020“

Hawa Dawa wurde während der IFA in Berlin mit dem Preis „Digitales Start-up des Jahres 2020“ ausgezeichnet. Das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) verleiht diesen Preis jährlich an erfolgversprechende junge Digitalunternehmen aus den BMWi-Gründungsinitiativen, die sich bereits am Markt etabliert haben. Die Auszeichnung würdigt Start-ups, die ihre Gründungsideen in kurzer Zeit besonders erfolgreich umgesetzt haben und erfolgversprechende Konzepte für weiteres Wachstum verfolgen. Weiterlesen

Wie man ein datengesteuertes Cleantech-Produkt vermarktet – Interview mit Karim Tarraf in The Green Techpreneur

Im Interview mit The Green Techpreneur erklärt Karim Tarraf, Geschäftführer von Hawa Dawa, die Mission und Geschäft von Hawa Dawa:

Es gibt nur wenige Dinge, die für das Leben wichtiger sind als die Luft, die wir atmen. Doch heute ist reine Luft eine Seltenheit – neun von zehn Menschen weltweit atmen verschmutzte Luft ein. Luftverschmutzung ist ein lautloser Mörder und kostet nach Schätzungen der WHO jährlich rund 7 Millionen Menschen das Leben.

Ob es nun Millionen von Menschenleben kürzt oder durch den Treibhauseffekt unsere Ökosysteme allmählich zerstört – die Umweltverschmutzung ist ein schwer fassbarer Feind. Wir sehen den Schaden erst, wenn es zu spät ist, und er irreversibel sind.

Um den Klimawandel zu bekämpfen, müssen wir ihn abbilden. Wir müssen in die Details des Wo, Warum und Wie von Verschmutzungs-Hotspots einsteigen, so dass wir unsere Luft säubern können. Wir brauchen Daten.

Karim Tarraf, Mitbegründer von Hawa Dawa, ist ein grüner Techpreneur auf einer Mission, diese Daten zu liefern.

Lesen Sie das vollständige Interview hier

Podcast: Hawa Dawa – ein Umweltinformationsunternehmen, das ursprünglich gegründet wurde um Asthmatikern zu helfen

Gleichen die positiven Effekte aus dem Lockdown die gesundheitlichen Beinträchtigungen durch die Covid-19 Pandemie aus

Eine tiefergehende Analyse für München

Die COVID-19-Pandemie hat bis zum 14. Juli 2020 weltweit etwa 13 Millionen Menschen infiziert und mehr als 550 000 Todesfälle gefordert. In der Forschung wurde berichtet, dass eine hohe Luftverschmutzung „einer der wichtigsten Verursacher von Todesfällen durch COVID-19″ sein könnte. Studien zeigen einen positiven Zusammenhang zwischen Feinstaub und Stickstoffdioxid zu Gesundheitsschäden und insbesondere zu Erkrankungen im Zusammenhang mit der Lunge wie Lungenentzündung, wodurch Menschen, die an diesen Krankheiten leiden, anfälliger für COVID 19 sind. Auf der anderen Seite hat sich die Luftqualität aufgrund der Sperrmaßnahmen erheblich verbessert.

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Hawa Dawa unter den vier Gewinnern der ESA Startup Competition

Die vier Gewinner des Startup-Wettbewerbs der ESA nutzen den Weltraum, um Probleme auf der Erde zu lösen. Jedes Startup-Unternehmen präsentierte seinen Geschäftsvorschlägen den Delegierten online auf der Sitzung des Ausschusses für Industriepolitik der ESA am 29. Juni. Weiterlesen

Der längst überfällige Paradigmenwechsel hin zu einer gesunden, CO2-neutralen Wirtschaft beginnt mit der Reinhaltung unserer Luft

Luftqualitätsmanagement – eine faszinierende Reihe

Ich bin in Kairo aufgewachsen. Eine Stadt, die alle typischen Merkmale einer aufstrebenden Wirtschaft zeigt, wenn es um Luftqualität und Gesundheit geht. Ich bin in einem Haushalt von Ärzten aufgewachsen, die ihr ganzes Leben damit verbrachten, die kritische Beziehung zwischen der Luft, die wir atmen, und unserer Gesundheit zu erforschen. Hier ist ein Artikel, den mein Vater für The Lancet Journal über den „Effekt von Stickstoffdioxid und Schwefeldioxid auf die Reaktion von leichten asthmatischen Patienten auf die Inhalation von Allergenen“ 1998 geschrieben hat. Stellen Sie sich also vor, Sie wachsen auf und hören von der „Schwarzen Wolke“ von Kairo und dem Ansteieg der Patientenbesuche in der Klinik meiner Eltern am Esstisch. Oder Diskussionen über die besten Behandlungsmöglichkeiten für Patienten während der langen Fahrten zur ägyptischen Küste des Roten Meeres mit der windigen frischen Luft dort. So habe ich das Thema Luftverschmutzung immer in einem Kontext verstanden – dem Kontext schlechter Gesundheitsindikatoren, verschärfter Symptome, erhöhter Gesundheitsausgaben und einer insgesamt verminderten Lebensqualität.

Die Vorstellung, dass die Luftqualität mehr ist als nur ein Konzentrationswert oder eine gesetzliche Schwelle, an die man sich halten muss, ist nicht neu. Es ist ein wiederkehrendes Thema in der Geschichte der Menschheit.

  • Der römische Philosoph Seneca im Jahre 61 n. Chr. erklärte: „Sobald ich der schweren Luft Roms und dem Gestank seiner rauchigen Schornsteine entkommen war,[ …]spürte ich eine Veränderung meiner Veranlagung.“
  • Der berühmte Universalgelehrte-Abé-Bakr-Mu-Ammad-Ibn-Zakariyy-ar-Réza,ḥoder (in der westlichen Welt als Rhazes bekannt) soll überall in der Stadt Bagdad rohe Fleischstücke aufgehängt haben, um den am besten geeigneten Ort für den Bau des größten Krankenhauses der Zeit im 9. Jahrhundert zu finden und den Ort zu wählen, an dem das Fleisch am frischesten blieb.
  • Kanarienvögel, die Bergleuten helfen, Kohlenmonoxide und andere giftige Gase zu erkennen, bevor sie Menschen verletzen, die unter diesen schrecklichen Bedingungen arbeiten.

Eine faszinierende Linie, der wir heute folgen wollen.

Die Luftverschmutzung kennt keine Grenzen, weder im geographischen Sinne noch in ihrer sequenziellen Wirkung über alle Facetten unseres Lebens hinweg. Heute hat sie ein Niveau erreicht, das nicht mehr akzeptiert werden kann. Ihre nachteiligen Effekte wirken sich heute auf die Gesundheit, die Mobilität, den Klimawandel und sogar die Ernährungssicherheit aus. Sie verursacht weltweit mehr Fälle von vorzeitigen Todesfällen als AIDS, Malaria und Tuberkulose zusammen, was sie laut der Weltgesundheitsorganisation (WHO) zum größten Umweltgesundheitsrisiko unserer Zeit macht. Daher erfordert die Lösung dieser Herausforderung einen Systemansatz, der die negativen Auswirkungen schlechter Luftqualität in allen oben genannten Sektoren angeht. Es ist Zeit für einen Paradigmenwechsel, wenn es darum geht, wie wir mit Luftqualitätsdaten umgehen und was wir tun.

So intuitiv es auch scheinen mag, luftqualitätsbezogene Daten und datengesteuerte Erkenntnisse zu nutzen, um alltägliche Prozesse in ökologischer Hinsicht zu optimieren, die bisher entwickelten Methoden scheinen leider ihre Bedeutung verloren zu haben. Hochentwickelte und teure Geräte messen heute die Luftverschmutzung in unseren Städten. Die Daten sind kaum zugänglich, geschweige denn werden sie angewendet, um die Herausforderungen der öffentlichen Gesundheit, der Mobilität, des Klimawandels und der Stadtplanung in einem Maßstab anzugehen, der dem Ausmaß des Problems entspricht.

  1. Pentreath schrieb 1998: „Derzeit sind Systeme zur Überwachung und Sammlung von Informationen ineffizient und unnütz. Sie generieren übermäßige Datenmengen zu Themen, die sie nicht benötigen. Sie liefern keine zeitnahen und sachdienlichen Informationen zu anderen Themen, wo dies dringend erforderlich ist.“

Und die Dringlichkeit war noch nie so groß, und die Bereitschaft zu handeln war noch nie größer. Die Luftverschmutzung sei eines der ernstesten vermeidbaren Gesundheitsrisiken weltweit geworden. Viele Studien haben schädliche Auswirkungen der Luftverschmutzung auf ein Kontinuum der Exposition festgestellt, das sich „auf Werte erstreckt, die nach nationalen Standards als sicher gelten“. Diese Effekte sind in allen Körpersystemen und nicht nur in der Lunge spürbar. (Lesen Sie hier die übermäßige Sterblichkeit von COVID-19 durch Luftverschmutzung).

Kurzlebige Klimaschadstoffe

Schwarzer Kohlenstoff und troposphärisches Ozon gelten ebenfalls als Klimaschadstoffe. Sie gehören zur Gruppe der „Kurzlebigen Klimaschadstoffe“ (SLCPs). Warum werden sie „kurzlebig“ genannt? Ihre atmosphärische Lebensdauer ist ein Bruchteil der von CO2.

Dies ist sowohl eine Bedrohung als auch eine Chance: Maßnahmen zur Eindämmung von SLCPs erzeugen ihre Wirkung innerhalb von Wochen, während Methan- und CO2-Minderungsmaßnahmen Jahrzehnte, wenn nicht Jahrhunderte erfordern. Indem wir uns also auf die Verringerung der Luftverschmutzung konzentrieren, gehen wir gegen Ursachen vor, die sowohl unserer Gesundheit als auch unserem Klima schaden. Laut WHO und UNEP wird die Eindämmung des Klimawandels nur möglich sein, wenn SLCPs und CO2 gleichzeitig angegangen werden.

In dem Bestreben, Umweltaspekte in Mainstream-Prozessen zu einfließen zu lassen, nutzen mehrere Unternehmen umfassende Software zur Berechnung des CO2-Fußabdrucks, um Unternehmen bei der Reduzierung ihres CO2-Fußabdrucks entlang ihrer Kernprozesse zu unterstützen. Dies ist dringend erforderlich, aber wir müssen auch die Luftverschmutzung berücksichtigen, wenn wir solche Instrumente einsetzen. 215 der größten globalen Unternehmen berichteten kürzlich, dass Vermögenswerte im Wert von 1 Billionen Dollar aufgrund von Klimaauswirkungen in den nächsten fünf Jahren gefährdet seien. Sie sagen auch, dass klima-Geschäftsmöglichkeiten auf 2,1 Billionen Dollar berechnet werden, und wir sind überzeugt – aus den oben genannten Gründen –, dass die Reinigung unserer Luft der Weg ist, um dieses Potenzial zu erschließen.

Umwandeln unserer Welt in Daten und Erkenntnisse

Zum ersten Mal in der Geschichte der Menschheit gibt es heute die Technologie, um jede einzelne Emission zu überwachen – von jeder Stadt, jedem Flughafen, jedem Hafen, jeder Straße, jeder Fabrik, jedem Industriepark und einem Waldbrand. Uns stehen Instrumente zur Verfügung, um diejenigen zur Rechenschaft zu ziehen, die sich nicht an Umweltverpflichtungen halten, und diejenigen, die ihre Ressourcen zu großzügig nutzen. Dies bildet die Grundlage für das Verständnis der komplexen Feinheiten unseres Planeten, und der Abhängigkeiten unserer Ökosysteme.

Aber noch besser, es bildet die Grundlage für neue Produkte und Dienstleistungen, die diejenigen belohnen, die die Luftqualität berücksichtigen, wenn sie (öffentliche) Gesundheit managen, den Verkehr planen, in neue Immobilien mit saubererer Luft investieren und neue Immobilien planen und errichten.

Technische Hintergründe unterschiedlicher Messmethoden bei Sensoren zum Messen der Luftqualität

Spätestens seit dem Abgasskandal um die Diesel-PKWs verschiedener Hersteller ist die urbane Luftqualität in das Bewusstsein vieler gerückt und im Zusammenhang mit der Covid-19 Pandemie wird auch Luftverschmutzung unter neuen Aspekten diskutiert.

Gleichzeitig ist das Angebot von Geräten zur Messung verschiedener Luftschadstoffe sehr groß und auch unübersichtlich, besonders im Bereich der preiswerten Lösungen. Dabei ist es nicht leicht, den Überblick zu behalten und zu erkennen, ob es sich um ein Produkt handelt, dass den beabsichtigten Zweck erfüllen kann.

Bei Hawa Dawa produzieren wir seit einigen Jahren selbst ein Messgerät und System zur flächendeckenden Luftqualitätsmessung. Die Entwicklung unseres Messgeräts „Sentience“ war getrieben von dem Anspruch, durch den Einsatz neuer Technologien ein verlässliches Gerät zu einem Preis zur Verfügung zu stellen, der eine breite und engmaschige Abdeckung auch möglich macht.

Wir möchten im Folgenden versuchen, die technische Komplexität von Luft-Schadstoffmessung einfach darzustellen und darauf aufbauend Hinweise zu geben, welche Grenzen die einzelnen Geräte und Methoden haben. Wer es nicht aushält, findet einen Link zum Download einer kurzen Checkliste am Ende des Artikels.

Mit diesem Text wollen wir niemanden gezielt diskreditieren oder Vorsatz der Falschinformation unterstellen. Luftqualitätssensorik ist komplex und die Mechanismen vielschichtig.

Die wichtigsten Sensortypen und Eigenschaften

Hier sollen die wichtigsten Sensortypen, die in den verschiedenen Geräten stecken, bewusst unwissenschaftlich erklärt und ihre bestimmenden Eigenschaften vorgestellt werden.

Feinstaubmessung durch Lichtstreuung

Sensoren, die nach diesem Prinzip arbeiten finden sich sowohl in sehr genauen Messgeräten, die von den Messstellen mancher Bundesländer eingesetzt werden, als auch in extrem günstigen Geräten. Das zugrundeliegende Prinzip ist identisch.

Luft wird an einer Lichtquelle (z.B. Led, Laserdiode) vorbeigeleitet, wobei Partikel das Licht abhängig von ihrer Größe und Beschaffenheit reflektieren. Ein Lichtsensor registriert diese kurzen Lichtblitze, zählt sie und schätzt die Größe anhand der Menge des reflektierten Lichts. Problematisch für die Genauigkeit sind besonders die nachfolgend beschriebenen Faktoren. Die Methoden wie bzw. ob diese Einflüsse berücksichtigt werden, haben maßgebliche Auswirkung auf die tatsächliche Qualität der Messung und erklären auch die Preisunterschiede der Geräte.

Einfluss der Luftfeuchtigkeit

Bei hoher Luftfeuchtigkeit heftet sich Wasser aus der Luft gerne an Feinstaubpartikel, die für den Lichtsensor dadurch anders aussehen und folglich ggf. gar nicht mehr als < 10 µm, also nicht mehr als Feinstaub interpretiert werden. Identische Feinstaubbelastung bei unterschiedlicher Luftfeuchtigkeit liefert also nicht vergleichbare Ergebnisse. Steigt die relative Luftfeuchtigkeit auf sehr hohe Werte, so kann es sein, dass der Sensor feinste Wassertropfen in der Luft mit Staubpartikeln verwechselt und grob verfälschte Werte ausgibt.

Teure und hochwertige Messgeräte begegnen diesem Problem, indem sie die Luft vorbehandeln, bevor sie in die Messkammer geleitet wird. Beispielsweise durch Aufheizen der Luft (dadurch sinkt die relative Luftfeuchtigkeit), Trocknen der Luft durch Diffusionstrockner oder das Einstellen einer konstanten Luftfeuchtigkeit durch spezielle Chemikalien.

Ein anderer Ansatz ist, parallel die Luftfeuchtigkeit zu messen, um ihren Einfluss rückzurechnen. Die Qualität der auf diese Weise kalibrierten Daten hängt dabei unmittelbar vom eingesetzten Kalibrierungsalgorithmus ab. Selbstlernende Algorithmen, die sich über die Zeit selbst weiterentwickeln haben hier klare Vorteile.

Sehr günstige Geräte ignorieren diesen Einfluss und geben die gemessenen Daten ohne Berücksichtigung der Luftfeuchte aus. Diese Daten können dann zwangsläufig nicht verglichen werden, wenn sie zu unterschiedlichen Terminen also nicht zu identischen Witterungsbedingungen gemessen wurden.

Einfluss der Temperatur

Alle Geräte – auch die günstigsten Feinstaubsensoren – enthalten einen kleinen Mikrocontroller, der vom Hersteller definierte Kalibrier- und Schwellwerte für das Signal des internen Lichtsensors anwenden. Da die Empfindlichkeit dieses Lichtsensors temperaturabhängig ist, steigt die Fehlerrate außerhalb eines bestimmten Temperaturbereichs stark an. Unsere Tests an einer Reihe von Sensoren haben gezeigt, dass die Genauigkeit zwischen -10°C und +25°C annähernd konstant ist, dann jedoch exponentiell fällt. Hersteller von höherwertigen Messgeräten begegnen dieser Tatsache durch geschickte Konstruktion des Gehäuses, die Empfehlungen für die Wahl des Standorts, ggf. Kühl- und Kalibrierungsmaßnahmen. Ohne entsprechende Maßnahmen muss sich der Anwender bewusst sein, dass er nur innerhalb eines z.T. nicht spezifizierten Temperaturbereichs aussagefähige Werte erhält

Einfluss der Durchflussmenge

Der Sensor zählt die Menge der reflektierten Lichtblitze (also der Staubpartikel) über eine gewisse Zeitdauer hinweg. Wie viel Luft während dieser Zeit hindurchgeströmt ist, erkennt der Sensor nicht. Folglich muss, der Luftstrom immer gleich stark sein, um eine gute Genauigkeit zu erreichen.

Hochwertige Geräte lösen dies durch das kontrollierte Ansaugen einer definierten Luftmenge. Günstige Sensoren besitzen einen kleinen Ventilator. Bei Letzteren entstehen schnell große Abweichungen, z.B. durch Schmutz, der sich im Gehäuse absetzt oder feinste Unterschiede in der Spannungsversorgung des Geräts, die den Lüfter in anderer Geschwindigkeit drehen.

Die günstigste Variante verwendet einen beheizten elektrischen Widerstand, um durch Konvektion einen Luftstrom im Gerät zu erzeugen. Diesen Sensoren sind extrem empfindlich, da sie auf kleinste Luftbewegungen reagieren. Für Außenanwendungen sind sie daher nicht geeignet.

Einfluss der Kalibrierung vor Ort

Feinstaub ist nicht gleich Feinstaub. Je nach Ort, kann er sich in seiner Zusammensetzung stark unterscheiden. Sind in europäischen Städten Rußpartikel oder Reifenabrieb dominierend, können in anderen Gegenden Wüstenstaub oder feinste Salzpartikel den Löwenanteil ausmachen. Auch die Größenverteilungen (die Verhältnisse von PM10, PM2.5 usw.) können sich stark unterscheiden

Da der Lichtsensor in Lichtstreuungs-Sensoren auf die unterschiedlichen Arten und Größenverhältnisse der Partikel nicht immer gleich reagiert, muss eine Kalibrierung mit einem hochwertigen Messgerät unter vergleichbaren Umgebungsbedingungen zum endgültigen Einsatzort durchgeführt werden. „Vorkalibrierte“ Module ohne einer in situ Kalibrierung können der ortspezifischen Zusammensetzung der Feinstaubpartikel nicht Rechnung tragen und daher keine objektiv vergleichbaren Werte liefern.

Fazit für Feinstaubmessungen:

Diese Maßnahmen um die eigentliche Messkammer herum sind ein wesentlicher Grund, warum hochwertige Feinstaubsensoren ihren Preis haben. Es gibt Möglichkeiten, durch den Einsatz neuer Technologien wie Künstlicher Intelligenz und Maschinellen Lernen, kostengünstiger zuverlässigen Messergebnissen zu erhalten. Ganz ohne diese „Verbesserungsmaßnahmen“ ist Feinstaubmessung durch Lichtstreuung kritisch zu sehen und es muss geprüft werden, ob die Messungen für den geplanten Zweck wirklich geeignet sind.

Mit diesem Wissen kann man anhand des Preises, der Leistungsaufnahme, der Größe und Gestaltung eines Gerätes recht zuverlässig beurteilen, ob die Angaben des Herstellers glaubwürdig sind oder nicht. Wir verweisen hier auf unsere Checkliste.

Gasmessung

Im niedrigen Preissegment sind vor allem zwei Arten von Sensoren zur Gasmessung relevant: Metalloxid-Halbleitersensoren (MOX) und elektrochemische Sensoren. Andere Sensortypen (PID, thermoakustische Sensoren usw.) sind aus Kostengründen meist nur in teueren Messvorrichtungen im Einsatz und sollen deshalb an dieser Stelle ausgeklammert werden.

MOX Sensoren

MOX Sensoren bestehen vereinfacht gesagt aus einer dünnen Schicht, die im Kontakt mit der Luft ihren elektrischen Widerstand abhängig von der Konzentration verschiedener Gase verändert. Unterschiedliche Typen dieser Schichten reagieren besonders empfindlich auf einzelne Gase, wodurch für eine Vielzahl von MOX Sensoren für verschiedenste Gase möglich ist. Sensoren dieses Typs können sehr günstig hergestellt werden und sind ab ca. 1€ erhältlich.

MOX Sensoren können sehr empfindlich und genau sein, jedoch „altern“ sie, d.h. das Signal nimmt über die Zeit kontinuierlich ab, bedingt durch eine ganze Reihe schwer zu kontrollierenden Faktoren. Folglich kann man mit MOX Sensoren sehr gut sprunghafte Anstiege einer Gaskonzentration detektieren, tut sich mit dem Messen eines Grundwertes aber aufgrund der Alterungsprozesse sehr schwer. Als Messkurve über die Zeit vorgestellt, sieht man kleine Konzentrationsänderungen sofort, hat aber wenig Information über die Beschriftung der Wert-Achse. In der Konsequenz werden MOX Sensoren verbreitet dazu eingesetzt, Feuer oder Gaslecks zu detektieren. Will man mit ihnen Gaskonzentrationen quantitativ erfassen, muss man das Gerät im Wochen- oder Monatsabstand manuell mit einer bekannten Gaskonzentration neu kalibrieren.

Besonders für die Messung von Luftqualität im Innenraum werden diese Sensoren gerne eingesetzt. Da mit Ihnen langfristig für die meisten Gase keine zuverlässigen Werte gemessen werden können, Erfinden die Hersteller gern eigene Metriken („grün/gelb/rot“) statt Angaben zur tatsächlichen Konzentration zu machen.

Sensoren für VOCs, CO2 und „Luftqualität“

VOCs (Volatile Organic Compounds: flüchtige organische Verbindungen) bezeichnen eine große Gruppe chemischer Stoffe, die Alkohole, Lösungsmittel usw. beinhaltet. Sie können mit speziellen MOX Sensoren ausgezeichnet detektiert werden. VOCs werden z.B. von neuen Teppichen, Bodenbelägen ausgedünstet, entstehen beim Kochen oder allein dadurch, dass ein Mensch atmet. VOCs sind besonders im Innenraum relevant und können gesundheitsschädlich sein. Die entsprechenden Sensoren sind nicht in der Lage zu unterschieden, welcher Stoff aus der Klasse der VOCs denn genau vorliegt.

Da der Nachweis der Konzentration von VOCs sehr einfach und kostengünstig funktioniert, werden sie gerne von Geräten genutzt, die allgemein die „Luftqualität“ messen. Da die verschiedenen VOCs sich in ihrer Gefährlichkeit stark voneinander unterscheiden, kann eine solche Messung als Hinweis gelten, das Fenster zu öffnen, aber kein verlässlicher Wert für eine nachhaltige Reaktion sein.

Entsprechendes gilt für sehr preiswerte CO2 Sensoren: sie können in Wirklichkeit gar kein CO2 messen, sondern nur VOCs. Da durch atmende Menschen die VOC Konzentration in geschlossenen Räumen langsam ansteigt, kann basierend auf dieser eine CO2 Konzentration geschätzt werden.

Elektrochemische Gassensoren

Elektrochemische Gassensoren kann man sich wie eine Batterie vorstellen, bei der eine Komponente der Reaktionspartner das zu messende Gas ist. Bei Anwesenheit des Zielgases entsteht in der elektrochemischen Zelle des Sensors ein zur Gaskonzentration proportionaler Strom, der gemessen wird. Je höher die Gaskonzentration, desto größer der Strom. Durch die Kombination unterschiedlicher Metalle und Elektrolyte können Sensoren für unterschiedliche Gase konstruiert werden.

Elektrochemische Sensoren haben den Vorteil, recht exakte Absolutwerte geben zu können. D.h. man kann nicht nur Veränderungen der Gaskonzentration detektieren (wie bei MOX Sensoren), sondern auch einen absoluten Zahlenwert der Konzentration bestimmen. Elektrochemische Sensoren müssen dennoch in regelmäßigen Abständen neu kalibriert werden, ca. alle 6-12 Monate.

Wegen der recht geringen Anteile von z.B. NO2 in verschmutzter Außenluft (einige wenige Milliardstel!) sind die resultierenden Ströme dieser Sensoren außerordentlich klein. Um daraus dennoch nutzbare Signale zu erzeugen, ist eine komplexe Elektronik sowie viel Knowhow bei Gehäusegestaltung nötig, um die nötige Abschirmung zu gewährleisten. Ansonsten kann es schnell sein, dass eine Person, die in einigen Metern Entfernung mit dem Handy telefoniert ein stärkeres Signal im Gerät erzeugt, als das Gas, das man eigentlich messen möchte.

Auch der Einfluss der Temperatur ist gravierend. Eine Erhöhung der Temperatur um 0,4°C entspricht etwa dem Signal, das bei Stickoxid zwischen sauberer und verschmutzter Luft unterscheidet. Daher können nur Geräte, die Temperaturveränderungen berücksichtigen, anhand dieser Messmethode verlässliche Daten bereitstellen.

Messumgebung

Indoormessungen

Die Bedingungen der Luftqualität im inneren von Gebäuden unterscheiden sich stark von denen im Außenbereich, wobei die Luft in Wohnungen stärker belastet sein kann als draußen. Vorrangige Schadstoffe sind VOCs. Sie werden von Farben, Kunststoffen, Teppichen, Bodenbelägen usw. ausgedünstet oder entstehen beim Braten von Nahrung. Auch jeder Mensch ist durch natürliche Stoffwechselprozesse eine VOC Quelle und setzt sie über die Atmung sowie die Haut frei.

Auch Feinstaub kann im Innenbereich schnell gesundheitsschädliche Werte erreichen. Rußende Kerzen seien hier als stark unterschätztes Beispiel genannt.

Die Umweltbedingungen (also Luftfeuchtigkeit, Temperatur usw.) sind im Innenbereich vergleichsweise konstant. Damit gestalten sich die mit ihnen zusammenhängenden Herausforderungen an die Sensorik gering, und man kann auch mit vergleichsweise einfachen Geräten und günstiger Sensorik sinnvolle Ergebnisse erzielen. Uns sind eine ganze Reihe potentiell guter Geräte bekannt, teilweise bieten sie sogar Schnittstellen zur Produkten im Bereich Home Automation.

Outdoormessungen

Luftqualitätsmessung im Außenbereich ist die Königsdisziplin der Luftqualitätssensorik. Zum einen ist der Einfluss von Umgebungsbedingungen wie Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Sonneneinstrahlung etc. teils extrem, gleichzeitig ist die Konzentration von Schadstoffen i.d.R. sehr gering. D.h. obwohl die Geräte starken Störungseinflüssen ausgesetzt sind, muss besonders exakt gemessen werden. Besonders die Gase NO2, CO, O3 sowie Feinstaub sind in europäischen Städten hier besonders von Interesse.

Zusätzliche Anforderungen wie Autarkie in der Stromversorgung, ein Gehäuse, das auch mal einem Schneeball widersteht, sowie Normenkonformität für Elektronik im Außenbereich stellen besondere Herausforderungen an die Entwicklung.

Geräte zur Messung im Außenbereich sind i.d.R. deutlich größer und robuster ausgeführt. Als Schnittstelle nach außen sind zusätzlich Funkmodule und kabelgebundene Schnittstellen nach industriellen Standards verfügbar.

Eine Checkliste, die die wichtigsten Qualitätsmerkmale zusammenfasst, kann hier [Checkliste] heruntergeladen werden

AZO Innovator of the Month: Hawa Dawa – Neue Wege für bessere Luft in Städten

Das AZO Anwendungszentrum GmbH Oberpfaffenhofen, ein Unternehmen, das sich auf die internationale Vernetzung von europäischen Weltraumprogrammen spezialisiert hat, zeichnete Hawa Dawa als“Innovator of the Month“aus.

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Vergleich der Zeiträume vor und nach dem Lock-Down für Deutsche Städte

Im Allgemeinen zeigen alle Graphen, dass die durchschnittliche NO2-Konzentration nach dem Lock-Down abgenommen hat – an einigen Stationen ist der Effekt größer als an anderen. Konzentrationsspitzen mit ähnlichen Amplituden, im Vergleich zum Zeitraum vor der Sperrung, bestehen fort. Die Gesamtmuster würden eine detailliertere Analyse der Standorte erfordern, z. B. unter Berücksichtigung des Mobilitätsverhaltens.

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Kommunen als Vorreiter beim Thema Luftqualität: Interview mit Karim Tarraf, Geschäftsführer von Hawa Dawa

Kommunen als Vorreiter beim Thema Luftqualität: Interview mit Karim Tarraf:

In Zeiten von Covid-19 ist auch „Luftqualiltät“ immer wieder ein Thema in den Medien. Kommunen sind hier oftmals Vorreiter, um hier Verbesserungen voranzutreiben. Dabei müssen Entscheidungen in komplexen gesellschaftlichen Rahmenbedingungen getroffen werden und Maßnahmen in größere Kontexte eingegliedert werden. Hierzu ein Interview mir Karim Tarraf, CEO von Hawa Dawa, in dem er auf folgende Themenbereiche eingeht:

  • Wie lässt sich die zunehmende Bedeutung von Daten zur Luftqualität erklären?
  • Warum reichen die vorliegenden Messungen und Daten meist nicht aus?
  • Wie sieht eine Zusammenarbeit mit Kommunen aus?

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