PM10-/PM2.5-Messung mittels Beta-Absorption

Wie funktioniert die Beta-Absorption?

Beim Beta-Absorptionsverfahren wird Außenluft mit festgelegtem Durchfluss angesaugt, und Partikel werden auf einem Filterband gesammelt. Betastrahlen einer radioaktiven Quelle geringer Energie durchdringen den Filter und werden umso stärker absorbiert, je größer die Masse der gesammelten Partikel ist. Die Abnahme der am Detektor ankommenden Strahlungsintensität ist ein Maß für die Staubmasse auf dem Filter. Massenzunahme und angesaugtes Luftvolumen werden gemeinsam ausgewertet, um die Konzentration in µg/m³ zu berechnen.

Das Band rückt für jede Messung vor und stellt eine saubere Fläche bereit, sodass die Messung über lange Zeit ununterbrochen laufen kann. Bei Doppel-Beta-Anordnungen werden PM10- und PM2.5-Werte gleichzeitig über zwei getrennte Leitungen ermittelt.

Beta-Absorption: Messgrößen und Einsatzgebiete

Das Verfahren misst die Massenkonzentration von Feinstaub in der Luft und liefert je nach gewähltem Einlass die Fraktionen PM10, PM2.5 oder PM1. Wichtigste Einsatzgebiete:

• Städtische und industrielle Luftqualitätsmessstationen
• Nationale und lokale Messnetze
• Umweltverträglichkeitsprüfungen und Messkampagnen
• Mobile Messschränke

Beta-Absorption: Stärken und Grenzen

Da die Beta-Absorption die Masse weitgehend unabhängig von Partikelfarbe und chemischer Zusammensetzung misst, wird sie bei der Außenluftüberwachung häufig eingesetzt. Sie liefert automatisch Daten in stündlichen oder kürzeren Abständen und kann unbeaufsichtigt laufen.

Grenzen: Feuchte und flüchtige Bestandteile können die Messung beeinflussen, daher ist in der Probenleitung eine Feuchteregelung (Heizung oder Trocknung) nötig. Das Filterband ist Verbrauchsmaterial und muss regelmäßig ersetzt werden. Das Verfahren wird durch Vergleich mit dem gravimetrischen Referenzverfahren überprüft; dieser Vergleich ist Teil der Feldkalibrierung. Da das Gerät eine radioaktive Quelle enthält, muss es gemäß den einschlägigen Vorschriften transportiert und gelagert werden.

Einschlägige Normen

Das gravimetrische Referenzverfahren ist in EN 12341 beschrieben, die Konformitätsbewertung automatischer Messsysteme in EN 16450. Bauartzulassungen der Geräte werden im Zertifizierungssystem EN 15267 behandelt.

Beta-Absorption: Hinweise zur Geräteauswahl

Bei der Auswahl werden die Zielfraktion (PM10, PM2.5, PM1), die Feuchteregelung der Probe und die Infrastruktur der Station bewertet. In Messnetzen ist der regelmäßige Vergleich des Geräts mit gravimetrischen Referenzprobenehmern gängige Praxis, um die Datenqualität zu sichern.

Tetra und Beta-Partikelmonitore

Tetra liefert, installiert, nimmt in Betrieb und kalibriert Beta-Absorptions-Partikelmonitore in der Türkei und bietet Ersatzteile und Service. Produkte mit diesem Verfahren sind der Beta-Partikelmonitor Thermo Scientific 5014i, der Doppel-Beta-Partikelmonitor 5028i und der 5030i SHARP, der Lichtstreuung mit Beta-Messung kombiniert. Tetra integriert diese Monitore auch in Schränke von Luftqualitätsmessstationen.