Forschende des Paul Scherrer Instituts (PSI) haben die Luftqualität im Umfeld des Flughafens Zürich untersucht. Die Messungen zeigen, dass Flugzeuge beim Starten und Landen hohe Mengen ultrafeiner Partikel emittieren. Die Studie weist zudem erstmals Schmierölbestandteile in Echtzeit an den Partikeln nach.
Messungen nahe der Landebahn
Die Messungen fanden in zwei jeweils mehrwöchigen Messreihen im Winter 2022 und im Sommer 2024 rund einen Kilometer von der meistgenutzten Start- und Landebahn entfernt statt. Die Forschenden analysierten die Partikel unmittelbar nach der Probenahme mithilfe von Spektrometrie hinsichtlich Partikelgröße und chemischer Zusammensetzung. Dadurch konnten kurzfristige Einflüsse wie Windrichtung oder Flugbewegungen genauer berücksichtigt werden.
Hohe Konzentrationen ultrafeiner Partikel
Die Untersuchungen bestätigen die Ergebnisse anderer europäischer Flughäfen. Flugzeuge emittieren beim Betrieb ultrafeine Partikel (UFP) mit Größen unter 100 Nanometern. Dabei handelt es sich um ein Partikelgemisch aus festem Ruß und flüchtigem Sulfat, das bei der Verbrennung des Treibstoffs in der Gasturbine sowie im daraufhin abkühlenden Abgas entsteht.
Die Forschenden registrierten Konzentrationen von bis zu 300.000 ultrafeinen Partikeln pro Kubikzentimeter Luft. Das entspricht laut PSI mehr als dem Zehnfachen der nächtlichen Hintergrundbelastung am Flughafen.
Schmieröl an Partikeln nachgewiesen
Der Nachweis von Schmierölbestandteilen an den ultrafeinen Partikeln in Echtzeit ist neu an der Studie. Laut Studienleiter Benjamin Brem wurden die Konzentrationsspitzen jeweils direkt nach dem Überflug von Flugzeugen gemessen.
„Zwar hat bereits eine Studie am Frankfurter Flughafen Schmieröl im Feinstaub gefunden. Dort wurden die Partikel jedoch gesammelt und Tagesmittelwerte bestimmt. Wir dagegen haben das Schmieröl in Echtzeit erfasst, also unmittelbar nachdem ein Flugzeug vorbeigeflogen war“, so Brem.
Die Forschenden führten die erhöhten Partikelkonzentrationen darauf zurück, dass die Turbinengase hinter den Flügeln durch den Abwind nach unten gedrückt werden. Besonders ausgeprägt waren die Messwerte bei niedrigen Flughöhen und bestimmten Windrichtungen.
Gesundheitsrelevanz ultrafeiner Partikel
Ultrafeine Partikel gelten als gesundheitlich relevant, da sie tief in die Lunge eindringen können. Die Partikelanzahl am Flughafen lag deutlich höher als typische Werte in Städten, auch wenn die Gesamtmasse des Feinstaubs dort geringer ausfällt.
Nach Angaben des PSI sind die gesundheitlichen Auswirkungen von Schmierölbestandteilen in ultrafeinen Partikeln bislang noch nicht umfassend erforscht.
Schwefelarmes Kerosin als möglicher Ansatz
Die Forschenden sehen unter anderem schwefelarmes Kerosin als möglichen Ansatz zur Emissionsminderung. Schwefelhaltige Bestandteile als Treibstoff tragen zur Bildung flüchtiger Feinstaubkomponenten bei.
Langfristig könnte auch Sustainable Aviation Fuel (SAF) zur Reduktion von Feinstaub beitragen. Nach Angaben des PSI enthält dieser Treibstoff weniger Schwefel und weniger Rußvorläufersubstanzen als fossiles Kerosin.
