Lärmpegel und Luftpartikel lassen sich laut Studie der UIB nicht allein durch den Betrieb im Hafen von Palma erklären
19/07/2018
Der Fährbetrieb korreliert mit der zeitlichen Entwicklung der PM10-Partikelkonzentrationen.
Die Hafenbehörde APB beabsichtigt, diese auf die übrigen von ihr verwalteten Häfen auszudehnen.
Die Hafenbehörde der Balearen (APB) und die Balearen-Universität UIB haben heute die ersten Schlussfolgerungen des SmartSensPort-Palma-Projekts vorgestellt, das die Machbarkeit der Überwachung von Umweltverschmutzungsvariablen mit kostengünstigen Geräten bewerten soll. Die über das neue Sensornetz im Hafen von Palma erfassten Daten wurden analysiert, und durch vorübergehende Überwachung von Lärmpegel, Partikelkonzentration und Gaskonzentration wurde der Zusammenhang zwischen dem Hafenbetrieb und dem Beitrag zur Umweltverschmutzung in diesem Gebiet untersucht.
Die von September 2017 bis April 2018 analysierten Lärm- und Feinstaubdaten ergeben, dass kein eindeutiger Zusammenhang zwischen dem Hafenbetrieb insgesamt und den gemessenen Lärm- und Feinstaubwerten besteht. Der UIB-Studie zufolge lassen sich Lärmpegel und PM10-Partikel in der Luft nicht allein durch den Betrieb im Hafen von Palma erklären.
Das Verhalten dieser Variablen stimmt also nicht mit dem Verhalten aller Arten von Aktivitäten, verstanden als die Anzahl der Stunden, die ein Schiff im Hafen liegt, überein. Nach Schiffstyp zeigt nur der Fährbetrieb eine relativ hohe Korrelation mit der Konzentration der PM10-Partikel in der Luft.
Die UIB-Forscher weisen auf die Notwendigkeit hin, andere Faktoren zu untersuchen, die den Zusammenhang mit der Umweltverschmutzung besser erklären können, sowie die Studie auf Gase auszudehnen und ein Verhaltensmodell zu erstellen, anhand dessen sich Ursache-Wirkungs-Schlüsse ziehen lassen.
Die wichtigsten Schlussfolgerungen dieses Pilotprojekts sind daher:
1. Kostengünstige Sensornetzwerke sind trotz ihrer geringen Auflösung eine mögliche Alternative zur Überwachung von Häfen und datenbasierte Entscheidungsfindungen.
2. Es wurde kein eindeutiger Zusammenhang zwischen dem Hafenbetrieb und den erfassten Daten zur Umweltverschmutzung festgestellt.
3. Eine Fortsetzung der Datenüberwachung ist erforderlich, um von der Korrelationsanalyse zur Kausalanalyse überzugehen.
1. Ein innovatives Projekt
SmartSensPort-Palma ist ein innovatives Projekt, bei dem die Hafenbehörde der Balearen, die Universität der Balearen und das Unternehmen MallorcaWifi zusammenarbeiten, um ein intelligentes Netzwerk aus kostengünstigen Sensoren zur Überwachung der Umweltverschmutzung im Hafen zu entwickeln, um wissensbasierte Entscheidungen treffen zu können, mit denen sich die Lebensqualität der Bürger verbessern lässt.
Technische Merkmale:
Intelligente Technik (smart). Ein innovatives Netzwerk, das auf der Implementierung kostengünstiger Technologien basiert, um die tatsächliche Wirksamkeit dieser Systeme zu bewerten und durch den Transfer von Forschungsergebnissen in andere Netzwerke eine soziale Rendite zu erzielen. Hauptvorteil dieser Technologien ist, dass aufgrund der geringen Kosten viele von ihnen integriert werden können, allerdings besteht ein höherer Zeitaufwand zur Modellierung der erfassten Werte.
Integration in andere Netzwerke. Ein Netzwerk, das in das bestehende Netz aus Stationen zu Luftqualitäts- und Atmosphäremessungen anderer Institutionen integriert werden kann.
Offene Daten. Ziel ist es, die vom Netz erfassten Daten für die wissensbasierte Entscheidungsfindung zu nutzen. Die offenen Daten bilden eine Grundlage für die Bewertung des Hafenbetriebs und leisten einen Beitrag zur Transparenzstrategie der Hafenbehörde.
Dieses Projekt wurde 2016 auf Initiative der APB ins Leben gerufen, und es wurde die bestehende Rahmenvereinbarung zur Kooperation genutzt, um die UIB mit Definition und Implementierung eines Sensorennetzes zu betrauen, das die Identifizierung von Schadstoffquellen in den Häfen auf den Balearen ermöglicht. Durch diese Überwachung ließen sich alle paar Minuten Daten erfassen, die es ermöglichen würden, diese mit den Informationen über den Hafenbetrieb zu korrelieren.
An dem Projekt ist ein multidisziplinäres Forscherteam beteiligt: Dr. Bartomeu Alorda von der Gruppe Elektronische Systeme des Fachbereichs Physik, Victor Homar von der Gruppe Meteorologie des Fachbereichs Physik und Mauricio Ruiz, Direktor des Bereichs Geographische Informationssysteme und Fernortung. Der Beitrag der UIB konzentrierte sich auf das Design des Netzwerks, die Implementierung eines Datenerfassungsservers für die unabhängige Studie der von der Installationsfirma angebotenen Plattform und die Erstellung von Berichten über die Datenqualität, die Korrelation der Daten mit Referenzstationen der Balearenregierung und die Analyse der gesammelten Daten.
2. Die ersten Daten
Lärm- und Partikeldaten wurden zwischen September 2017 und April 2018 erhoben, während Gasdaten einen komplexeren Modellierungsprozess hatten und seit Juni 2018 kontinuierlich verfügbar sind und derzeit untersucht werden.
2.1. Daten über den Hafenbetrieb
Nach den in diesem Zeitraum erfassten Daten:
➔Stunden der maximalen Aktivität im Hafen: zwischen 6 und 11 Uhr.
➔ Verkehrsreichsten Tage der Woche: Samstag und Dienstag.
➔ Nach Schiffstypen machen Fähren die größte Gruppe aus, sowohl in Bezug auf die Gesamtzahl der Schiffe als auch auf die Anzahl der Stunden, die die Schiffe im Hafen liegen:
Vom 1. September 2017 bis zum 30. Juni 2018 liefen insgesamt 2.750 Schiffe den Hafen von Palma an, davon 435 Kreuzfahrtschiffe, was 15,8 % der Gesamtzahl entspricht. Quelle: Hafenbehörde APB
Betrachtet man die Gesamtzahl der Anzahl der Stunden, die die Schiffe im Hafen liegen, während des gesamten Beobachtungszeitraums, machen Kreuzfahrtschiffe 25 % der Gesamtstunden/Schiff aus, Fähren 44 % und andere Schiffstypen 31 %.
2.2. Partikel- und Geräuschdaten
Die Analyse der ersten Daten liefert ein erstes tages- und wochenbezogenes Muster für Lärm und Feinstaub sowie für die tägliche Entwicklung der zwischen September 2017 und April 2018 erfassten Partikel- und Lärmdaten.
Allgemein zeigt die Entwicklung von PM10 und Lärm einen Anstieg tagsüber und einen Rückgang in der Nacht, diese Werte stehen nicht mit dem Betrieb in Stunden / Schiffe im Hafen im Einklang. Die Anwesenheit von Schiffen im Hafen erklärt daher nicht den wesentlichen Teil der gemessenen Lärm- oder Feinstaubbelastung, so dass nach anderen Faktoren gesucht werden muss. Diese Schlussfolgerung zeigt sich im Falle von Lärmbelastung, die Entwicklung entspricht eher dem Tagesrhythmus der Stadt als dem des Hafenbetriebs. Ebenso kann eine Abhängigkeit von den typischen Auswirkungen der Bucht von Palma auf den Rückgang der Partikelkonzentration im Hafengebiet festgestellt werden.
Im Falle von PM10-Partikeln lässt sich bei Aufschlüsselung der Aktivität nach Schiffstyp jedoch anhand einer wöchentlichen Zyklusanalyse feststellen, dass der PM10-Gehalt eine bemerkenswerte Korrelation mit dem Fährbetrieb aufweist (0,72), während die Korrelation mit Kreuzfahrtschiffen viel schwächer (0,26) und bei anderen Schiffstypen gar nicht besteht.
Die durchschnittliche Entwicklung von PM10 zeigt einige Spitzen, bleibt aber im Tagesdurchschnitt innerhalb der in städtischen Gebieten zulässigen Grenzwerte (50 g / m3 täglich).
2.3. Gasdaten
Die beobachteten Gasdaten entsprechen dem Monat Juni 2018 und erlauben zwar die Beobachtung standardisierter Trends und die Festlegung eines Tageszyklus der Schadstoffkonzentration, reichen aber noch nicht aus, um ein zuverlässiges Modell für Ursache-Wirkungs-Schlüsse zu erstellen.
3. Zukunft
Eine der Schlussfolgerungen der Datenanalyse ist, dass die Daten weiterhin überwacht werden müssen, um von der Korrelations- zur Kausalanalyse übergehen zu können.
Nach diesen Erfahrungen beabsichtigt die APB, diese Initiative zu konsolidieren und auf die übrigen Balearen-Häfen von allgemeinem Interesse auszudehnen und die erfassten großen Datenmengen zu nutzen, um die Analyse durch Promotionsprogramme und neue Kooperationen mit der UIB voranzutreiben.
Für die Überwachung der Luftqualität ist die Autonome Gemeinschaft zuständig, die Interesse an den von diesen Sensoren erfassten Daten zur zusätzlichen Verwendung in den ihr zur Verfügung stehenden Präzisionsstationen bekundet hat.
Seit Installation im September 2017 und nach mehreren Kalibrier-, Korrektur- und Zertifizierungsprozessen durch den Installationsbetrieb misst das Sensornetz den Schalldruckpegel und die Partikel sowie die Entwicklung des Gasverhaltens.
Dieser Umsand ist wichtig, denn die Kosten des Netzes von 44.925 Euro gestatten es, indikative Daten zu erfassen, die bisher nur von Stationen bezogen wurden, die mindestens das Fünffache kosten. Der Einsatz kostengünstiger Technologien folgt der Smart-City-Philosophie und wird es öffentlichen Verwaltungen ermöglichen, Warndaten hinsichtlich Luftverschmutzung wesentlich effizienter zu erfassen, dies leitet gleichzeitig einen Wissenstransfer von der Universität zur Gesellschaft ein.
PM10 lässt sich definieren als feste oder flüssige Partikel von Staub, Asche, Ruß, Metallteilchen, Zement oder Pollen, die in der Atmosphäre verteilt sind, der Durchmesser variiert zwischen 2,5 und 10 Mikrometer (1 Mikrometer entspricht einem Tausendstel Millimeter).
