In enger Kooperation mit dem Institut für Energetik und Umwelt (Leipzig), dem Technologie- und Förderzentrum im Kompetenzzentrum für Nachwachsende Rohstoffe (Straubing) und der Thüringer Landesanstalt für Landwirtschaft (Jena) sollen die Dimension des Feinstaubproblems im Bereich der mit Agrarbrennstoffen befeuerten Kleinfeuerungsanlagen aufgezeigt werden. Für die Verbrennung von Getreide- und Stroh, aber auch Rapspresskuchen werden die wesentlichen Einflüsse auf die Feinstaubbildung sowie vorhandene kostengünstige Staubminderungsmaßnahmen untersucht, beschrieben und bewertet.

Zur Erreichung dieses Gesamtzieles werden die folgenden Teilprojekte bearbeitet:

• Auswahl und Herstellung von Referenzbrennstoffen aus Getreide, Stroh, Rapspresskuchen und Holz
• Messung der Feinstaubemissionen und Identifikation deren wesentlicher Bestimmungsgrößen einschließlich der gegebenen primären und sekundären Minderungsmöglichkeiten bei guten Standardkesseln aus dem Holzfeuerungsbereich und bei nachgewiesenermaßen für Getreide und Stroh gut geeigneten Kesseln
• Analyse unterschiedlicher Feinstaubemissionsfraktionen hinsichtlich Zusammensetzung und ggf. angelagerter organischer Verbindungen sowie bezüglich deren Toxizitätspotentials
• Analyse und Bewertung der Emissionsminderungsmaßnahmen und Erarbeitung entsprechender Minderungsstrategien (d. h. Minderungsmaßnahmenbündel) auch im Vergleich zu anderen Feinstaubquellen unter Berücksichtigung ökologischer und ökonomischer Aspekte (Arbeitspaket 4 "Minderungsmaßnahmen und -strategien")

Ziel des Teilprojektes "Feinstaubanalysen" ist es zu untersuchen, aus welchen Inhaltsstoffen die verschiedenen messtechnisch erfassten Feinstaubemissionsfraktionen bestehen und welche Schadstoffe auf ihnen angelagert sind. Dazu werden ausgewählte Feinstaubfraktionen gesammelt und die Konzentrationen anorganischer und organischer Schadstoffe analysiert. Im Ergebnis wird deutlich, ob bzw. welche toxische Wirkung von den entsprechenden Feinstäuben ausgehen können und welche sinnvolle Maßnahmen getroffen werden können die Schadstoffemissionen zu vermindern.

Neben der Partikelgröße und -verteilung ist die chemische und mineralische Zusammensetzung der emittierten Partikel von besonderer Bedeutung. Dabei kann es sich nicht nur um Feststoffteilchen sondern auch um flüssige Stoffe (Aerosole) handeln, die z.B. aus der Kon-densation langkettiger Kohlenwasserstoffe (Teere) während der Verbrennung stammen und an den großen spezifischen Oberflächen der Feinpartikel kondensieren. Die Zusammensetzung der Aerosole hängt stark von den Verbrennungsbedingungen und der Art der eingesetzten Biomasse ab. Lungengängige feste oder flüssige Partikel gelten als besonders schädlich, da sie auf ihrer Oberfläche in hohen Konzentrationen adsorbierte unverbrannte Kohlenwasserstoffe, durch den Verbrennungsprozess gebildete andere organische Schadstoffe (Dioxine, Furane) sowie Schwermetalle mit sich führen können. Feine Ruß und Aschepartikel erfüllen somit eine Transportfunktion für Schadstoffe und können teilweise reizend, toxisch oder mutagen wirken. Von besonderer Bedeutung sind dabei neben den Dioxinen und Furanen die polyzyklischen aromatischen Kohlenwasserstoffe (PAK), die wie z.B. Benzo(a)pyren ein kanzerogenes Potenzial aufweisen können, chlorierte Kohlenwasserstoffe, Phenole und Kresole. Bei den anorganischen Schadstoffen spielt Cadmium eine wichtige Rolle. Cadmium und seine Verbindungen sind sehr toxisch, im Vergleich zu anderen Schwermetallen relativ gut wasserlöslich und somit im Allgemeinen sehr gut bioverfügbar. Ebenso wie Cadmium können auch andere Schwermetalle und ihre Verbindungen bei den vorliegenden Verbrennungstemperaturen emittiert werden.