Ultrafeinstäube sind Partikel kleiner als 100 Nanometer. Damit sind sie bedeutend kleiner als die üblicherweise betrachteten Feinstäube PM10 oder PM2.5, die jeweils 10.000 Nanometer bzw. 2.500 Nanometer maximale Größe aufweisen. Durch die geringe Größe können UFP besonders tief in die Lunge eindringen und sogar in den Blutkreislauf gelangen.
Durch einzelne Messungen ist schon länger bekannt, dass im Flughafenumfeld die Belastung der Luft durch UFP deutlich erhöht ist. Wie sich die Belastung großräumig darstellt und welche Quellen dafür verantwortlich sind, war bislang nicht bekannt. Das jetzt entwickelte Modell kann im Umfeld von 30 km um einen Flughafen die Belastung ermitteln, wenn entsprechende Messdaten vorliegen. Die modellhafte Beschreibung für den Jahresmittelwert von 2015 zeigt, dass die Ultrafeinstaub-Konzentration auf dem Flughafengelände Frankfurt/Main und rund um den Flughafen deutlich erhöht ist, so wie es auch durch Messungen an verschiedenen Stellen gezeigt werden kann.
Als Hauptquellen für den Ultrafeinstaub wurden die Turbinen-Abgase bei Betrieb auf dem Boden ermittelt mit einem Anteil von 90 Prozent der nichtflüchtigen ultrafeinen Partikel. Die Hälfte davon entfällt auf Rollbewegungen der Flugzeuge am Boden, die andere Hälfte auf Start- und Landevorgänge. Die Berechnungen zeigen, wie sehr der Flughafen die Ultrafeinstaubbelastung der Umgebung dominiert: In einem Kilometer Entfernung von der Flughafengrenze hat der Flughafen einen Anteil von bis zu 25 Prozent an der Gesamtbelastung durch ultrafeine Partikel. Auf den Straßenverkehr entfallen nur etwa fünf Prozent.
Durch eine Reduktion des im Kerosin enthaltenen Schwefels könnten die UFP-Emissionen deutlich reduziert werden. Beim (möglichst elektrischen) Schleppen kann auf dem Rollfeld auf den Einsatz der Flugzeugtriebwerke verzichtet werden. Partikelemissionen hängen aber auch von der Triebwerkstechnologie ab. Entsprechend ausgestaltete emissionsabhängige Landeentgelte können daher wichtige Anreize setzen, diese zu reduzieren.
Die Modellierung kann noch nicht alle Details erfassen. So zeigt das Modellergebnis einen anderen jahreszeitlichen Verlauf als die Messungen. Aus den Untersuchungen kann gefolgert werden, dass noch grundlegende Weiterentwicklungen erforderlich sind, um die Belastung mit Ultrafeinstaub hinreichend genau zu modellieren. So nutzen Datenbanken zur Berechnung von Emissionsmengen der Quellen und Modelle verschiedene Definitionen für Staubklassifizierungen. Auch können Modelle die Entstehung und Umsetzung von Ultrafeinstaub-Bestandteilen bisher nur unzureichend behandeln, um daraus den gesamten Ultrafeinstaub zu berechnen, während die Messung die Summe aus flüchtigen und nichtflüchtigen Bestandteilen erfasst. Für den Vergleich von Modellergebnissen und Messungen sollte daher eine Messtechnik eingesetzt werden, die flüchtige und nicht flüchtige Bestandteile des Ultrafeinstaubs in den verschiedenen Größenklassen quantifizieren kann. Dies wird im Nachfolgeprojekt „Ultrafeinstaubbelastung durch Flughäfen in Berlin“ (ULTRAFLEB, 2020 – 2024, FKZ 3720 52 201 0) untersucht werden.
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