Das Luftgütemessnetz
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Automatisiertes Luftgütemeßnetz Kärnten

Bereits vor Inkrafttreten des Kärntner Luftreinhaltungsgesetzes 1979, indem sich das Land dazu verpflichtet hat, in allen Teilen des Landes fortgesetzte Messungen über die Art und das Ausmaß von Luftverunreinigungen vorzunehmen und die Ergebnisse dieser Messungen zu veröffentlichen, wurde eine landesweite lufthygienische Untersuchung zur Ermittlung von Belastungsgebieten durchgeführt und als "Lufthygienische Modellstudie für das Bundesland Kärnten" veröffentlicht. Basierend auf dieser Studie erfolgten sieben schwerpunktmäßige Untersuchungen, die als sogenannte "Lufthygienische Schwerpunktstudien" zu den einzelnen Belastungsräumen veröffentlicht wurden.

Zur Überwachung der Luftgüte in industriebelasteten Gebieten wurden größere Emittenten bescheidmäßig dazu verpflichtet, im Rahmen ihres Immissionsschutzplanes Luftgütemeßstationen zu errichten und zu betreiben.

Mit den täglich per Telefax von den Industriebetrieben übermittelten Meßwerten sowie der Einbindung landeseigener mobiler Meßstationen in ein Kleinmeßnetz auf PC-Basis (heutiges Submeßnetz) konnte ab Jänner 1989 erstmals ein täglich aktualisierter Luftgütebericht erstellt und veröffentlicht werden.

Um eine flächendeckende Überwachung der Luftgüte Kärntens mit einer entsprechend hohen Meßdatenverfügbarkeit zu gewährleisten, wurde nach jahrelangen Initiativen und Urgenzen der Abteilung 19 (Vorstand DI Dr. Urban Kohlmaier, DI K.H. Gritzner) an die politischen Verantwortlichen Ende 1989 die Österreichische Draukraftwerke AG beauftragt, in enger Zusammenarbeit mit der zuständigen Fachabteilung des Landes Kärnten die Errichtung des "Automatisierten Luftgütemeßnetzes Kärnten" mit einem Kostenaufwand von rd. 70 Millionen Schilling durchzuführen. Der derzeitige Ausbaustand liegt bei 18 ortsfesten Luftgütemeßstationen und sieben meteorologischen Meßstationen zur Früherkennung von Inversionswetterlagen sowie zur Beurteilung der Durchlüftungssituation. Weiters sind in das Meßnetz noch zwei spezielle Ozonmeßstationen (landesweit somit insgesamt 21 Ozonmeßstationen), fünf mobile Meßcontainer (zwei davon für forstspezifische Messungen) und ein mobiler Immissionsmeßwagen eingebunden.

Zur Erhöhung der Meßnetzdichte stehen zusätzlich die Daten von sieben Fremdmeßstationen (fünf Industriemeßstationen, eine Magistratsmeßstation sowie eine Meßstation des Umweltbundesamtes) zur Verfügung, welche täglich an die zuständige Fachabteilung übermittelt werden.

Die an den automatisierten Meßstationen permanent registrierten Schadstoffdaten werden im Normalfall stündlich in die EDV-Zentrale des Luftgütemeßnetzes nach Klagenfurt übertragen und stehen dort zur Erstellung von Berichten und Auswertungen sowie für die Darstellung auf öffentlichen Großanzeigen zur Verfügung.

Eine ständige Grenzwertüberwachung mit angeschlossener Alarmierung ermöglicht im Fall des Überschreitens von Warnwerten die rasche Information der betroffenen Bevölkerung.

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Regionseinteilung und Lage der Meßstationen

Unter Berücksichtigung von Orographie, Topographie und Meteorologie sowie lufthygienischer Gesichtspunkte erfolgte in enger Zusammenarbeit mit der Zentralanstalt für Meteorologie und Geodynamik die Einteilung Kärntens in zehn geoklimatisch zusammenhängende Beurteilungsregionen, wobei in jeder Region zumindest eine Meßstation errichtet wurde (Regionseinteilung, Meßstationen, Bestückung).

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Meßwerterfassung

Die Meßwerterfassung erfolgt in Abhängigkeit des Meßzieles in unterschiedlichen Meßstationstypen:

  • Ortsfeste Meßstationen
    Diese Meßstationen gelangen an speziell ausgewählten Standorten zur Aufstellung und sollen eine langfristige Trendanalyse der Luftgütesituation ermöglichen.
  • Mobile Meßstationen
    Die mobilen Meßstationen unterscheiden sich im wesentlichen nur durch ihre Beweglichkeit (Anhängerkonstruktion) von den ortsfesten Stationen, weshalb sie im Normalfall eher für kurzfristige Untersuchungen mit häufigerem Standortwechsel eingesetzt werden.
  • Mobiler Immissionsmeßwagen
    Der "Luftgütemeßwagen" ist vom Prinzip her eine mobile Station mit Eigenantrieb, wobei durch eine eingebaute Stromversorgung mittels Akkumulatoren eine netzunabhängige Messung bis zu zehn Stunden sowohl stationär als auch mobil (während der Fahrt) möglich ist. Dabei werden die aktuellen Meßwerte für eine erste Beurteilung parallel zur laufenden Messung auf einem Mehrfarben-Linienschreiber und einem digitalen Datenmonitor dargestellt.
    Das umfassende Meßprotokoll mit Mittelwertberechnungen und die Beurteilung bzw. Luftgüteklassifizierung wird nach Abschluß der Messung erstellt und kann auch im Meßwagen in tabellarischer und graphischer Form (Linien- und Balkendiagramme, Schadstoffwindrosen) ausgedruckt werden.
    Der Immissionsmeßwagen ist seit Ende 1989 in Betrieb und wird im Jahre 1999 von einer Neukonstruktion in Form eines LKW-Fahrgestells mit einem hydraulisch absetzbaren Containeraufbau abgelöst.
  • Spezielle Einzelmeßstationen
    Diese Stationen werden an ausgewählten Punkten (z.B. Klagenfurt-Kreuzbergl) bevorzugt in Gebäuden installiert und bestehen meist aus lediglich einem Analysegerät sowie den zugehörigen Einrichtungen.
  • Meßstationen des meteorologischen Meßsystems
    Diese ortsfesten Meßstationen im Bereich des Klagenfurter Beckens dienen zur Beurteilung und Prognose der meteorologischen Situation, wobei neben der Vertikalverteilung der Temperatur an einzelnen Meßstationen weitere meteorologische Parameter wie Luftfeuchte, Windrichtung und Windgeschwindigkeit, Globalstrahlung und Niederschlag erfaßt werden.

 

Ortsfeste Meßstation

Ortsfeste Meßstation
space Mobile Meßstation

Mobile Meßstation
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Meterologische Meßstation

Meteorologische Meßstation
space Spezielle Meßstation

Spezielle Meßstation
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Mobiler Immissionsmeßwagen

Mobiler Immissionsmeßwagen

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Prinzipieller Aufbau einer Immissionsmeßstation

Die gesamten meßtechnischen Einrichtungen, ausgenommen Probenahmen, Sensoren und bestimmte Betriebsgase, sind aus Gründen konstanter Betriebsbedingungen in vollklimatisierten Containern untergebracht, welche aus einem verzinkten Formstahlrahmen mit hochisolierenden Wand-, bzw. Boden- und Deckenelementen in Sandwichbauweise bestehen.

Aufbau einer Immissionsmeßstation

Prinzipieller Aufbau einer Immissionsmeßstation
Probenahmevorrichtungen

Probenahmevorrichtungen dienen der Abtrennung der Gesamtprobenluft von der zu untersuchenden Luft (Umgebungsluft) zum Zwecke von Analysen, wobei anzustreben ist, daß keine Verluste der Meßkomponente und keine zusätzlichen Störeinflüsse durch chemische und/oder physikalische Veränderungen der Probe auf dem Weg vom Probenahmeort bis zur Meßeinheit auftreten. Dabei unterscheidet man Vorrichtungen für die Messung gasförmiger Luftverunreinigungen sowie solche für die Schwebstaubmessung, die im allgemeinen für die Erfassung des lungengängigen Feinstaubes mit einer Korngröße <10 µm ausgelegt sind.

Meteorologische Meßwertgeber

Im Zusammenhang mit Fragen der Luftreinhaltung ist es erforderlich, auch den physikalischen Zustand der Atmosphäre genau zu erfassen um die jeweiligen Ausbreitungsverhältnisse bestimmen zu können. Dazu bedarf es der Messung einer Vielzahl von meteorologischen Parametern:


  • Wind (Windrichtung und Windgeschwindigkeit)

    Der Wind ist eine dreidimensionale vektorielle Größe, durch die die mittlere Strömung der Luft charakterisiert wird. Da der mittleren Strömung eine räumlich und zeitlich sehr variable Zufallsbewegung (atmosphärische Turbulenz) überlagert ist, wird der Wind (Windrichtung und -geschwindigkeit) als zeitliches Mittel der gemessenen Luftbewegung angegeben. Die über das Mittel hinausgehenden kurzzeitigen Spitzen werden als Böen bezeichnet. Im allgemeinen wird nur der horizontale Wind gemessen, da die vertikale Komponente des Bodenwindes bei ungestörter Strömung gering ist. Infolge der Bodenreibung nimmt die Windgeschwindigkeit vor allem in den untersten Luftschichten stark mit der Höhe zu. Bewuchs, Bebauung udgl. haben großen Einfluß auf die Windgeschwindigkeit und die Windrichtung. Der Standortwahl kommt daher bei der Windmessung besondere Bedeutung zu. Die Darstellung des Windes erfolgt in der Regel durch die Angabe der Windgeschwindigkeit (Windstärke) und Windrichtung.

    Die am häufigsten eingesetzten Geräte zur Messung der Windgeschwindigkeit sind sogenannte Rotationsanemometer. Bei diesen dreht sich ein Schalenstern um eine lotrechte Achse, wobei die Drehzahl der Geberachse ein direktes Maß für die Windgeschwindigkeit ist. Die Windrichtung wird mit Windfahnen gemessen, welche aus einem um eine lotrechte Achse drehbaren Strömungshindernis bestehen, das sich aufgrund seiner Formgebung nach dem Wind ausrichtet.

  • Lufttemperatur

    Die Lufttemperatur ist als Meßwert eines hinlänglich strahlungsgeschützten Thermometers definiert, das mit der umgebenden Luft im thermischen Gleichgewicht steht. Sie wird hauptsächlich durch die meßtechnische Ausnutzung temperaturabhängiger Eigenschaften von Materialien bestimmt (z.B. temperaturabhängige Änderung des elektrischen Widerstandes).

  • Luftfeuchtigkeit

    Unter Luftfeuchtigkeit wird in der Meteorologie das in Dampfform in der Luft (Atmosphäre) enthaltene Wasser bei den herrschenden Bedingungen (Luftdruck und Lufttemperatur) verstanden. Die Angabe erfolgt als relative Luftfeuchtigkeit (Verhältnis von Dampfdruck zu Sättigungsdampfdruck bei der gegebenen Lufttemperatur) in Prozent.

    Ein häufig zur Messung der relativen Luftfeuchtigkeit verwendetes Verfahren beruht auf der Tatsache, daß hygroskopische Stoffe ihre Abmessungen in Abhängigkeit von der Luftfeuchtigkeit verändern. Ausgesuchtes und präpariertes Menschenhaar sowie die nach einem besonderen Verfahren hergestellten Pernix-Elemente sind solche hygroskopischen Stoffe, die sich besonders für Meßzwecke eignen, da ihre Längenänderungen sehr groß, reproduzierbar und praktisch temperaturunabhängig sind.

  • Luftdruck

    Der Luftdruck ist der Druck, den die Luft der Atmosphäre aufgrund der Gravitation auf ihre Unterlage oder eine ihrer Luftschichten ausübt. Er nimmt wie die Dichte mit der Höhe ab und schwankt entsprechend den Bewegungsvorgängen in der Atmosphäre. Seine Erfassung erfolgt meist über Membrandosen, deren Ausdehnung entweder mechanisch oder elektronisch erfaßt wird.

  • Niederschlag

    Als Niederschlag werden flüssige oder feste Kondensationsprodukte aus der Atmosphäre, welche auf die Erdoberfläche gelangen, bezeichnet; das sind z.B. Regen, Schnee, Hagel, Graupel, Tau, Reif, Rauhreif und nässender Nebel. Man muß unterscheiden zwischen der reinen Messung der Niederschlagshöhe in Auffanggefäßen und dem Sammeln von Niederschlag zum Zwecke einer chemischen Analyse. Für letzteren Fall müssen sämtliche Teile, mit denen der Niederschlag in Berührung kommt, aus Materialien gefertigt sein, die die Niederschlagsprobe nicht verändern können (z.B. Polyethylen, Polytetrafluorethen, Borsilikatglas oder ähnliches).

  • Globalstrahlung

    Die Globalstrahlung ist die aus dem oberen Halbraum auf eine horizontale Fläche auffallende Strahlung im Wellenlängenbereich des Sonnenspektrums von 0,3 bis 3 µm (Summe der direkten Solar- und diffusen Himmelsstrahlung). Ihre Erfassung erfolgt mit sogenannten Sternpyranometern, welche zur Gruppe der "Schwarz-Weiß-Flächenpyranometer" zählen und die Strahlungsintensität nicht unmittelbar, sondern auf dem Umweg über eine durch sie erzeugte Temperaturdifferenz messen. Bei elektrischen Pyranometern wird diese Differenz mit Hilfe von Thermoelementen in eine proportionale elektrische Spannung umgewandelt, wodurch die komplizierte Messung eines Strahlungsstromes auf eine einfache Spannungsmessung zurückgeführt wird

Analysegeräte und Meßprinzipien

Analysegeräte dienen zur Bestimmung der Konzentration des jeweiligen Luftschadstoffes in der Atmosphäre. Dabei unterscheidet man diskontinuierliche, quasi kontinuierliche und kontinuierliche Meßverfahren, wobei letztere im automatisierten Luftgütemeßnetz Kärnten zum Einsatz kommen. Wesentlich ist dabei die regelmäßige Erfassung der Meßwerte über Zeitabschnitte, die viel kleiner sind (Sekundenbereich) als das Bezugsintervall der Grunddaten (Halbstundenmittelwerte). Je nachdem welche Schadstoffkonzentration bestimmt werden soll, kommen unterschiedliche Meßprinzipien zum Einsatz:

  • Schwefeldioxid (SO2)

    Hiebei wird das in der Probenluft enthaltene Schwefeldioxid mit ultraviolettem Licht angeregt und die dabei entstehende Lichtemission (UV-Fluoreszenz) gemessen. Die Stärke der Fluoreszenz hängt dabei von der Intensität des anregenden Lichtes und von der vorhanden Quantität des Schwefeldioxids ab. Da dieses Meßverfahren von Störkomponenten wie Wasserdampf oder aromatischen Kohlenwasserstoffen wie Xylene oder Naphtalin beeinflußt wird (Reduktion der SO2-Fluoreszenz durch Energieabsorption), ist eine Trocknung des Meßgases sowie eine Ausdiffusion der störenden HC-Moleküle erforderlich (HC-Cutter ).

  • Schwebstaub (STB)

    Die Meßluft wird über eine Probenahmeeinheit mit definiertem Abscheideverhalten (< 10 µm) angesaugt, wobei sich die in der Luft enthaltenen Staubpartikel auf einem Filterband abscheiden. Die Messung des Staubbelages erfolgt nach dem radiometrischen Prinzip der Betastrahlenabsorption, d.h. die Bestaubungsstelle des Filterbandes wird von einem im Gerät eingebauten Betastrahler durchstrahlt, wobei die Schwächung des Strahlenbündels, dessen Intensität mit Hilfe einer Ionisationskammer gemessen wird, ein Maß für die durchstrahlte Masse darstellt. Aus dem zeitlichen Anwachsen der Staubmasse und dem (konstanten) Probenluftdurchsatz wird die Staubkonzentration berechnet.

  • Stickstoffoxide (NO, NO2)

    Hier kommt als Meßprinzip die Chemilumeneszenz - eine der UV-Fluoreszenz verwandte Leuchterscheinung - zur Anwendung. Dabei werden die Gasmoleküle nicht durch UV-Licht, sondern durch eine chemische Reaktion zum Leuchten angeregt. Die Intensität der entstehenden Strahlung ist unter konstanten äußeren Bedingungen (Druck, Temperatur und Meßgasvolumenstrom) ein Maß für die Konzentration des reagierenden Gases.

    Die Erfassung von Stickstoffmonoxid (NO) basiert auf der Reaktion von NO mit Ozon (O3), wobei Stickstoffdioxid (NO2) und Sauerstoff (O2) entsteht. Die Stickstoffdioxidmoleküle befinden sich zunächst in einem angeregten Zustand NO2*, springen jedoch unter Photonenemission sofort wieder in den Normalzustand zurück. Die dabei entstehende und gemessene Lichtemission ist proportional zur Stickstoffmonoxidkonzentration:


    NO + O3 => NO2* + O2

    NO2* => NO2 + Licht


    Zur NOx-Meßwertermittlung wird die Probenluft zunächst durch einen Konverter geleitet, in dem eine Umwandlung von Stickstoffdioxid zu Stickstoffmonoxid erfolgt. Der anschließend ermittelte Meßwert ist proportional zum Stickstoffmonoxidgesamtanteil in der umgewandelten Probe, d.h. proportional zu dem ursprünglich in der Probe enthaltenen Stickstoffmonoxidanteil und dem aus Stickstoffdioxid entstandenen Anteil:


    NO + NO2 = NOx

    Durch eine spezielle Führung des Probenluftstromes (Steuerventil bzw. zwei getrennte Reaktionskammern) läßt sich sowohl der Stickstoffoxidgesamtanteil (NOx) als auch der Stickstoffmonoxidanteil (NO) bestimmen. Eine Subtrahierschaltung ermittelt anschließend den Stickstoffdioxidanteil (NO2):


    NO2 = NOx - NO

    Aufgrund der spezifischen Meßgasreaktion treten bei dieser Meßmethode prinzipiell nur sehr geringe Querempfindlichkeiten gegenüber anderen Gasen auf.

  • Kohlenstoffmonoxid (CO)

    Hiebei wird die Eigenschaft der Absorption bestimmter Wellenlängen des infraroten Lichtes durch Kohlenstoffmonoxid ausgenützt (IR-Absorption). Im Strahlengang einer IR-Quelle befinden sich 2 Küvetten (Meß- und Referenzküvette), hinter welchen ein IR-Detektor angeordnet ist. Das Meßgas wird durch die Meßküvette geleitet, wobei das darin enthaltene Kohlenstoffmonoxid eine Schwächung der IR-Strahlung gegenüber der mit Nullgas gefüllten Referenzküvette bewirkt. Die vom IR-Detektor gemessene Strahlungsdifferenz ist direkt proportional dem Kohlenstoffmonoxidgehalt im Meßgas.

    Zur Reduzierung des Einflusses von Störgasen mit ähnlichen Absorptionsspektren werden im allgemeinen Filterküvetten oder optische Filter verwendet.

  • Kohlenwasserstoffe (CnHm)

    Hiebei wird der Effekt der Ionisierung organischer Moleküle in Flammen (Flammenionisation) und deren anschließende Erfassung in einer Ionisationskammer als Meßprinzip ausgenützt (Flammenionisationsdetektor ® FID). Die im Meßgas enthaltenen Kohlenwasserstoffverbindungen werden in einer Wasserstofflamme, deren Austrittsdüse gleichzeitig die negative Elektrode einer Ionisationskammer bildet, oxidiert, wobei als Zwischenprodukte Ionen entstehen. Der dadurch über die positive Gegenelektrode der Ionisationskammer abfließende Ionenstrom ist in erster Näherung direkt proportional der Anzahl der Kohlenstoffatome der verbrannten Substanz. Der FID reagiert daher grundsätzlich auf alle Kohlenwasserstoffe und mißt deren Summe (THC). Durch eine Vorabscheidung (Verbrennung) jener Kohlenwasserstoffe, die schwerer als Methan (CH4) sind, ist über eine Differenzmessung die Bestimmung des Anteiles von Nichtmethankohlenwasserstoffen (NMHC) im Meßgas möglich:


    NMHC = THC - CH4
  • Ozon (O3)

    Ähnlich wie bei Kohlenstoffmonoxid im IR-Bereich wird hier die Eigenschaft der Absorption bestimmter Wellenlängen des ultravioletten Lichtes durch Ozon ausgenützt (UV-Absorption). Dazu wird das Meßgas in zwei Wege aufgeteilt:

    Der eine Weg führt über einen katalytischen Deozonisator, der das Ozon aus dem Meßgas entfernt, in die Referenzküvette. Der zweite Weg führt direkt in die Meßküvette. Auf diese Weise werden das Meß- und das Referenzgas zur gleichen Zeit getrennt gemessen. Innerhalb es Detektors wird UV-Licht auf die Meßküvette gerichtet und durch das vorhandene Ozon absorbiert. Diese Absorption wird von einer Fotoröhre und einer damit verbundenen Elektronik gemessen. Das gleiche Verfahren wird auf der Referenzseite angewandt, wobei die Differenz der Ausgangssignale zwischen Meßdetektor und Referenzdetektor ein Maß für die Quantität des im Meßgas vorhandenen Ozons ist.

Prüfgasgenerator (PGG)

Um die ordnungsgemäße Funktion der eingesetzten Analysegeräte überprüfen zu können, werden diese in regelmäßigen Zeitabständen (im allgemeinen alle 23,5 Stunden) mit Prüfgasen bekannter Konzentration beaufschlagt. Ein Prüfgas, das keine für das jeweilige Analysegerät erfaßbaren Luftschadstoffe enthält, nennt man Nullgas. Je nach der Art und Weise wie diese Prüfgase hergestellt werden, unterscheidet man verschiedene Verfahren:

  • Nullgasaufbereitung

    Über einen Kompressor wird Umgebungsluft angesaugt, durch einen Öl-/Wasserabscheider gereinigt und über eine Silikagelfilterpatrone getrocknet. Anschließend werden mit einer zweiten Filterpatrone, die mit Aktivkohle, Molekularsieb und Natronkalk gefüllt ist, in der Luft enthaltene Schadstoffkomponenten, wie Schwefeldioxid, Stickstoffmonoxid, Stickstoffdioxid, Ozon und in begrenztem Maße auch Kohlenstoffmonoxid entfernt. Das so erhaltene Nullgas dient zur täglichen Funktionskontrolle der Analysegerätenullpunkte sowie zur Herstellung interner meßgerätespezifischer Prüf- und Referenzgase.

  • Prüfgasherstellung mittels Permeationsprinzip

    Die jeweilige Prüfgaskomponente (SO2, NO2, H2S) wird als Flüssiggas in sogenannten Permeationsröhrchen geliefert. Diese Edelstahlröhrchen besitzen an ihrer Stirnseite eine durchlässige Membrane und befinden sich in einem elektrisch beheizten Ofen konstanter Temperatur (z.B. 50°C), der ständig mit Nulluft gespült wird. Das bei dieser Temperatur durch die Membrane austretende hochkonzentrierte Prüfgas wird mit einer definierten Menge Nullgas verdünnt und dem jeweiligen Analysegerät zu Prüfzwecken zugeführt.

  • Prüfgase aus Druckflaschen

    Diese Prüfgase werden in speziellen Aluminium- oder Stahlflaschen unterschiedlicher Größe und Konzentration hergestellt (SO2, NO, CO, CnHm, H2S, synthetische Luft). Die niedrigkonzentrierten Prüfgase liegen im Bereich der Meßgaskonzentrationen und können über einen Druckminderer dem Analysegerät direkt zugeführt werden, weisen jedoch nicht für alle Schadstoffkomponenten die geforderte Langzeitstabilität auf. Die stabileren, hochkonzentrierten Prüfgase müssen zur Konzentrationssenkung in einer sogenannten Verdünnungseinheit mit einer definierten Menge Nullgas vermischt werden, bevor man sie dem Analysegerät zuführen kann.

  • Erzeugung von Ozonprüfgas

    Ozonprüfgas wird durch Bestrahlung von aufbereiteter Luft mit ultraviolettem Licht erzeugt, wobei dieses reine hochkonzentrierte Ozongas gemeinsam mit einer definierten Menge Verdünnungsluft (Nullgas) über eine Mischstrecke geleitet wird. Das so entstehende Prüfgas in Meßgaskonzentration kann dann direkt dem Analysegerät zugeführt werden.

Stationsrechner

Der Stationsrechner bildet die "Intelligenz" der Meßstation und stellt gleichzeit das Bindeglied zur EDV-Zentrale (Zentralrechner) dar. Er ermöglicht ein autarkes Funktionieren der Meßstation und hat folgende Aufgaben zu erfüllen:

  • Erfassung der Meßsignale mit einer Abtastrate im Sekundenbereich
  • Erfassung von Betriebs- und Fehlerstatussignalen der Meßgeräte
  • Plausibilitätsprüfung der Meßwerte (Meßbereichsüber-/unterschreitung, tägliche Kalibrierdaten)
  • Bildung und netzausfallsichere Speicherung von Halbstundenmittelwerten sowie von variablen zeitlichen Mittelwerten (z.B. Minutenmittelwerten)
  • Spezifische Berechnungsverfahren (Windberechnung, spezielle Komponenten wie z.B. NO2, NMHC)
  • Periodisches Ansteuern des Prüfgasgenerators (tägliche Funktionskontrolle)
  • Erfassung der Stationsstatussignale (Temperatur, Spannung, Türkontakt etc.)
  • Kommunikation mit dem Zentral- und Bedienrechner

Datenfernübertragung (DFÜ)

Zur Datenfernübertragung stehen verschiedene Kommunikationsmittel (Datex-P, Funktelefon, Telefonwählleitungen, Diskette, Telefax) zur Verfügung, wobei die Meßdaten halbstündlich oder mehrmals am Tag vom Zentralrechner angefordert werden:

  • Datex-P

    In dem Maße, wie sich der Trend zur dezentralen Datenverarbeitung verstärkt, wächst das Bedürfnis, über leistungsfähige Datentransportsysteme verfügen zu können. Eine der Möglichkeiten, eine wirtschaftliche Datenkommunikation abzuwickeln, bietet dabei das Prinzip der Datenpaketvermittlung, bei der eine Nachricht abschnittsweise von Vermittlungsstelle zu Vermittlungsstelle das Übertragungsnetz durchläuft und dabei in jeder Vermittlungsstelle kurzzeitig zwischengespeichert wird.
    Die zu sendenden Daten werden in Pakete definierter Länge zerlegt und mit zusätzlichen Verwaltungsinformationen (Adressen, Steuerinformationen, Datenrahmen) versehen, durch das Übertragungsnetz transportiert. Bei der Gegenstelle erfolgt das Zusammensetzen der Pakete zum ursprünglichen Datenstrom. Datenpakete bilden also einen seriellen Datenfluß, der über eine Leitung schrittweise mit einer definierten Geschwindigkeit übertragen wird. Die Übertragungswege werden "virtuelle Verbindungen" genannt, da sich das Übertragungsnetz aus der Sicht der beiden Datenendeinrichtungen so verhält, als wären diese direkt miteinander verbunden, obwohl in Wirklichkeit nur während der tatsächlichen Datentransportzeit eine Verbindung besteht. Auf einer physikalischen Leitung können dabei bis zu 255 virtuelle Verbindungen gleichzeitig aktiv sein.
    Sämtliche ortsfesten Luftgütemeßstationen und meteorologischen Meßstationen des automatisierten Luftgütemeßnetzes Kärnten sind mit diesem Übertragungsdienst ausgestattet.

  • Funktelefon

    Diese leitungsungebundene Übertragungsmöglichkeit wird vorwiegend bei mobilen bzw. speziellen Einzelmeßstationen eingesetzt, wobei der Nachteil der größeren Übertragungszeiten und -kosten durch den Vorteil, bei häufigem Standortwechsel bzw. bei Standorten in exponierten Lagen keinen Telefon-, sondern lediglich einen Stromanschluß zu benötigen, z.T. wieder aufgewogen wird.

  • Telefonwählleitungen

    Sämtliche Meßstationen des Submeßnetzes sind aufgrund der meist geringen zu übertragenden Datenmengen durch herkömmliche Telefonwählleitungen mit dem Submeßnetzrechner (PC) verbunden, wobei über eine serielle Schnittstelle ein Datentransfer zum Zentralrechner möglich ist.
  • Datentransfer per Diskette (Offlinedaten)

    Diese Form der Datenübertragung ist sowohl bei ortsfesten als auch bei mobilen Meßstationen möglich, wird jedoch meist nur in Sonderfällen (z.B. beim Immissionsmeßwagen oder bei länger andauernden Störungen der Datenübertragungswege) angewandt. Dabei werden die Daten mittels eines sogenannten Wartungsrechners über das lokale Netzwerk von der Diskette in den Zentralrechner eingelesen.
  • Telefax

    Daten von Fremdmeßstationen (Industrie und Magistrat) werden im Normalfall durch die zuständigen Betreiber täglich per Telefax an die Meßnetzzentrale zur Aufnahme in den "Täglichen Luftgütebericht" übermittelt.

Datenverarbeitung

Diese erfolgt im Normalfall sowohl am Zentral- als auch am Auswerterechner , wobei im wesentlichen folgende Aufgabenteilung vorliegt:

  • Zentralrechner

    • Datenabholung von den Stationsrechnern (stündlich)
    • Zeitsynchronisierung aller angeschlossenen Stationsrechner
    • Bildung von Rechenwerten (gleitende Mittelwerte, Formelwerte wie z.B. SO2 und Staub)
    • Grenzwertüberwachung und Alarmierung des Bereitschaftsdienstes
    • Lieferung der aktuellen Meßdaten an den Mailbox-PC
    • Protokollausgabe (chronologisches Ereignisprotokoll, Anlagenzustandsprotokoll, frei wählbare Protokolle z.B. Kalibrierprotokolle)
    • Weitgehend automatisiertes Erstellen von Berichten (Täglicher Luftgütebericht, Täglicher Ozonbericht, Tägliche Ozoninformation)
    • Darstellungen und Auswertungen (Generieren von Tabellen und Grafiken)
    • Übernahme von Offlinedaten (Diskette, Wartungsrechner)
    • Datenarchivierung (relationales Datenbanksystem, Streamertape zur Langzeitdatenspeicherung)
    • Bedienung und Datensicherung (Parameterdatenbank, Streamertape)
    • Definiertes Verhalten bei Spannungsausfall (Initialisierung bei Neustart)
  • Auswerterechner

    • Bearbeitung der gespeicherten Daten des Zentralrechners (Zugriff über lokales Netzwerk durch Angabe von Datum und Zeitbereich)
    • Tägliche Datenkontrolle (HMW-Bewertung)
    • Weitgehend automatisiertes Erstellen von Berichten ( Monatsberichte, Jahresberichte, Sonderberichte)
    • Generieren von Tabellen und Grafiken
    • Definiertes Verhalten bei Spannungsausfall (automatischer ordnungsgemäßer Systemhochlauf)
    • Für Sonderauswertungen werden auch Datenauslagerungen in PC-Systeme vorgenommen, um die dort vorhandenen Standardprogramme (z.B. Excel) zu nutzen.

Grenzwertüberwachung und Bereitschaftsdienst

Bei Erreichen bestimmter Immissionsgrenzwerte (Grenzwertdatei) wird der Luftgütebereitschaftsdienst über einen vom Zentralrechner aus angewählten alphanumerischen Personenrufempfänger verständigt, wobei als Erstinformation die Bezeichnung der auslösenden Meßstation und Schadstoffkomponente mitübertragen wird. Der Bereitschaftsdiensthabende hat nun die Möglichkeit, sich von jedem Telefonanschluß mittels Modem und Bereitschafts-PC in den Zentralrechner einzuloggen. Dabei liegen in einer eigenen Überschreitungsdatei Art und Ort der Überschreitung zum Abruf bereit.

Erfolgt nach dem wiederholten Anwählen des Personenrufempfängers keine Quittierung durch den Bereitschaftsdiensthabenden, wird über eine Standleitung automatisch eine Meldung an die Landesalarm- und Warnzentrale (LAWZ) abgesetzt.


Mailbox-PC und Luftgüteinformationstafeln (Kabel-TV-Netze)
 

Der Mailbox-PC wird jede Stunde vom Zentralrechner über eine Schnittstelle mit den aktuellen Meßdaten versorgt. Die bevorzugt in Ballungszentren aufgestellten Luftgüteinformationstafeln holen sich ebenfalls stündlich vom Mailbox-PC die Daten und bringen diese zur Anzeige. Zusätzlich besteht über ein spezielles System die Möglichkeit, verschiedene hochauflösende Bilder für Kabel-TV-Netze zu generieren.

Dieses System weist einen sehr hohen Aktualitätsgrad auf, da die Meßwerte bereits innerhalb einer Stunde nach ihrer Erfassung angezeigt werden. In einer klaren und übersichtlichen Darstellungsform kann sich so jeder Interessierte über die aktuelle Luftgütesituation informieren.

Luftgüteinformationstafel

Luftgüteinformationstafel


Österreichischer Ozondatenverbund

Der gemäß §5 des Ozongesetzes, BGBl. 210/92, errichtete Ozondatenverbund ermöglicht den österreichweiten Austausch von kontinuierlich registrierten Ozonmeßwerten zwischen den Meßnetzen der Länder und des Bundes und soll insbesondere in Situationen erhöhter Ozonbelastung einen raschen Gesamtüberblick vermitteln sowie im Alarmfall die Koordinierung von Maßnahmen erleichtern.


Datenzugriff der Zentralanstalt für Meteorologie und Geodynamik

Die Zentralanstalt für Meteorologie und Geodyamik am Flughafen Klagenfurt ist ebenfalls durch eine Standleitung mit dem Zentralrechner verbunden. Über ein definiertes Zugriffsmenü können dabei sowohl Immissions- als auch meteorologische Daten in tabellarischer und grafischer Form zur Interpretation der Wettersituation sowie zu Prognosezwecken angefordert werden.


Submeßnetz

Das Submeßnetz auf PC-Basis mit Telefonwählleitungsverbindungen stellt die Vorstufe zum Großmeßnetz dar und ist für Kleincontainer sowie für Einzelmeßplätze eine kostengünstige Lösung. Der Submeßnetzrechner kombiniert dabei für die Meßstationen des Submeßnetzes in beschränktem Umfang die Aufgaben des Zentral- und Auswerterechners des Großmeßnetzes.

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Berichtswesen

Routinemäßig werden derzeit durch die zuständige Fachabteilung
  • der Tägliche Luftgütebericht (ganzjährig)
  • der Tägliche Ozonbericht und die Tägliche Ozoninformation (1. April bis 30. September)
  • sowie die zusammenfassenden Monatsberichte (ganzjährig)

erstellt.

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Betrieb des Luftgütemeßnetzes

Der Betrieb des Luftgütemeßnetzes wird vom Land Kärnten gemeinsam mit der Drauconsulting AG, einer Tochtergesellschaft der Österreichischen Draukraftwerke AG, durchgeführt.

Dabei obliegt der Drauconsulting AG die Wartung und Störungsbehebung der Luftgütemeßstationen sowie der Meßstationen des meteorologischen Meßsystems.

Der Betrieb der EDV-Zentrale des Luftgütemeßnetzes sowie die Qualitätssicherung (Kalibrierdienst) der Meßdaten aller im Land Kärnten eingesetzten Luftgütemeßstationen mit einem derzeitigen Meßgeräteumfang von ca.

  • 115 landeseigenen Analysegeräten
  • 10 Fremdanalysegeräten sowie
  • 85 meteorologischen Meßwertgebern

erfolgt durch die zuständige Fachabteilung des Landes Kärnten.

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