Messdaten von air-Q mit Landesanstalt für Umwelt (BW) vergleichen

Micha

Weniger als 500m Luftlinie von meinem Büro entfernt ist eine offizielle Messstation der Landesanstalt für Umwelt an einer sehr stark befahrenen Straße. Da liegt es nahe, die jeweiligen Messdaten mal zu vergleichen.
Leider kann ich nur NO2 und O3 vergleichen, die PM-Werte sind im Büro natürlich sehr stark vom Leben im Büro geprägt und weitere Daten liefert die Messstation leider nicht.
Zudem kann ich nur stündliche Mittelwerte bekommen und das Abgreifen der Daten geht nur über den Umweg (waqi.info) und dort muss ich dann die Werte wieder von AQI nach µg/m³ umrechnen.
Alle Daten stehen bei mir in einer Datenbank, so dass eine Auswertung mit Grafana recht einfach zu realisieren ist.
Für die letzten 2 Tage erhalte ich folgendes:

Die Daten korrelieren sehr stark, optisch liegen sie nahe beieinander, aber nur scheinbar.
Die air-Q-Daten haben ihre Skala links also zwischen 60 und 80 µg/m³, die LUBW-Daten dagegen haben ihre Skala rechts, schwanken also zwischen 0 und 60. Jetzt schließe ich es aus, dass im Büro die Werte höher sind als an der Straße ca. 500 m entfernt; also stimmt die Kalibrierung nicht.
Aber man erkennt sehr gut wie die Extremwerte an der Straße immer 1-2 h später im Büro durchschlagen. Also qualitativ sind die Daten vom air-Q schon so gut zu gebrauchen.
Ich habe jetzt mal die NO2-Werte vom air-Q um 60 verkleinert und beide Diagramme auf die gleiche Skala gezogen:

Das sieht jetzt meiner Meinung nach schon deutlich realistischer aus. Aber der Kalibrierungswert -60 ist ja jetzt einfach mal geraten.
Ich überlege mir jetzt, ob ich nicht mal mein Auto mit air-Q an Board neben der Messstation parke, dann könnte ich den Kalibrierungswert exakter bestimmen.
Das Gleiche mit den Feinstaubdaten zu machen ist mit air-Q im Büro erwartungsgemäß nicht erfolgreich. Dazu machen unsere Leute im Büro einfach zu viel Staub.
Ich hatte noch gehofft, dass ich bei den Ozon-Werten etwas erfolgreichen bin. Aber es war schnell deutlich, dass das auch scheitert. Eigentlich klar, wenn man nur an den Laserdrucker denkt.

Mario [air-Q]

@Micha das ist überaus interessant! danke für die Analyse.
Im Prinzip hast du mit der manuellen Nulllinienkorrektur auch richtig gelegen. Die Kalibrierfunktion des air-Q sollte das aber auch ermöglichen. funktoniert das bei Dir nicht?

Das klappt aber auch nur, wenn der VOC Wert unter 500 ist über die letzten 7 Tage vor Kalibrierung.

Micha

Hallo @Mario-air-Q
Die Kalibrierungsfunktion des air-Q über die App hat bei mir noch nie funktioniert. Es wird immer gemeldet, dass zu wenig Daten vorliegen.
Dass dies mit VOC-Werten zusammenhängt, ist mir neu. Und genau daran wird es liegen.
Wenn im Büro die Kollegen mit Rasierwasser und die Kolleginnen mit Parfüm kommen, geht sofort der VOC-Wert hoch. Dann haben wir noch einen E-Dampfer, was auch sofort auf die VOC-Werte durch schlägt.

Ich schätze. ich muss mal den air-Q zu Hause in einem wenig genutzten Raum anschließen, um zu kalibrieren.

Das größte Problem durch die fehlende Kalibrierung habe ich im Übrigen bei SO2. Nahezu konstant wird bei mir 397,07 µg/m³ +/- 0,01 angezeigt. Der Wert ist meines Erachtens viel zu hoch. Da ich bisher keinerlei größere Schwankungen im SO2-Wert beobachten konnte, befürchte ich sogar, dass er tot ist. Wenn jetzt mit der kälteren Jahreszeit die Holzkamine der Nachbarschaft angezündet werden und der SO2-Wert sich dann immer noch nicht verändert, werde ich das noch einmal zum Thema machen.

Noch eine Frage @Mario-air-Q: Was passiert eigentlich, wenn ich z.B. den NO2-Wert über mein Tool (https://forum.air-q.com/topic/87/anwendung-für-usercalibration-und-konfiguration-des-air-q-http-post/2) user-kalibriere??
Stört das dann die Kalibrierung über die App?
Wenn ich mir die config anschaue, dann sind da nämlich usercalibs für NO2 eingetragen, die nicht von mir stammen.

Micha

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FreshAire

@Micha
Ich habe mich auf Grund deines Beitrages und dem UBA-Hinweis von Stefan mal mit den UBA-Stationen beschäftigt. Ich muß noch dazu sagen, das ganze ist für mich weitgehend Neuland und NO2 / SO2 im air-Q habe ich bisher (noch) nicht beachtet. Hauptaugenmerk lag auf VOC (was sehr oft zum Index "0" führte).
Jetzt einmal die SO2 / NO2 Werte rückwirkend betrachtet, da lagen und liegen sie immer noch zu hoch.

Nun zum UBA. Von mir östlich (10km Luftlinie) liegt 1 Station. Nenne Sie mal zur Unterscheidung O1. Westlich in 30km liegt eine weitere - W1. Östlich 2 weitere O2 in 45km und O3 in 55km.

O1 - NO2 & SO2 (klein)städtischer Hintergrund, nahe Bundesstraße - SO2 nicht aktuell, nur vom Vortag
W1 - NO2 & O3 vorstädtisch
O2 - SO2 & O3 ländlicher Hintergrund - SO2 nicht aktuell, nur vom Vortag
O3 - NO2 & O3 städtischer Hintergrund, nahe Bundesstraße

Ich selbst wohne im ländlichen Raum, der air-Q steht seit einer Woche draußen.

Ich habe erst einmal nur SO2 betrachtet und mir die CSV Dateien für etwa 3 Monate runtergeladen um sie mit den air-Q CSV zu vergleichen bzw. in ein Diagramm zu bringen.
Das ist allerdings sehr mühsam, da die Anzahl der Werte beim Air-Q 3-4x so hoch sind, im UTC-Format sind und eine zeitliche Einpassung nur händisch geht (kenne mich zwar mit Excel etwas aus, aber mit Diagrammen überhaupt nicht).
Genauer betrachtet sind die Daten vom UBA aber Stunden oder Tagesmittelwerte. Wenn ich also die Werte vom air-Q addiere und durch die Anzahl teile, habe ich ja auch einen Mittelwert. Die UBA Werte im Diagramm waren über die 4 Wochen weitgehend linear, von ein paar "kleinen Ausreißern" nach oben mal abgesehen.

So betrachtet ergeben sich folgende Vergleichswerte für SO2:

air-Q 107,2 µg/m³ (104 Messwerte, 22.06. - 06.10.2020)
air-Q 33,0 µg/m³ (60 Messwerte, 09.08. - 06.10.2020 - nach einer 1. Kalibrierung)
UBA O2 1,1 µg/m³ (2568 Messwerte, 22.06. - 06.10.2020)
UBA O1 0,6 µg/m³ (1814 Messwerte, 22.06. - 06.10.2020 - an etwa 30 Tagen keine Messwerte)

Ich würde daraufhin für meinen Standort 1,0 µg/m³ (SO2) als "Normal" ansetzen.

Am 8.10.20 12:00 zeigt der air-Q 111,4 µg/m³ an und die beiden UBA Stationen jeweils 0,5 µg/m³
Am 8.10.20 14:00 air-Q Kalibrierung vorgenommen.
Am 9.10.20 12:00 zeigt der air-Q 43,7 µg/m³ an und die beiden UBA Stationen jeweils 0,5 µg/m³

Mit einer Kalibriermöglichkeit wie bei der Temperatur könnten die Werte angeglichen werden. Sei es mit Eingabe des UBA Wertes, oder besser noch durch einen "Offsetwert".
Zum Beispiel: air-Q - 43,7 UBA 1,0 Eingabe: -42,7

Optimal wäre die Eingabe über den Manager, das dürfte für jeden einfach sein. Aber auch Michas Tool wäre da eine Lösung. Als App, Programm... wie auch immer vom PC aus.
So eine Lösung wäre mir fast noch lieber als über den Manager. Mit Michas Tool habe ich mich allerdings aus Zeitgründen bisher noch nicht weiter beschäftigt.

Das Prinzip "UBA" müsste genauso für NO2 und O3 nutzbar sein. Für PM, CO, CO2 und VOC dagegen nicht.

Soviel erst einmal für den Moment. Falls ich irgendwo einen Gedankenfehler gemacht habe, bitte auf jeden Fall melden.
Ob das so überhaupt realisierbar ist, müsste air-Q sagen. Aber vielleicht ist es ja eine Möglichkeit der "Schnell & Feinkalibrierung"

Nachtrag: SO2 beim UBA zu finden ist etwas schwierig und auch nicht aktuell verfügbar, sondern nur immer mit 24h Verzögerung, dafür aber rückwirkend.

Sperber

Servus, also bei mir haben sich nach ca. 5 Wochen, die Werte bis auf So2, recht gut angepasst.
Der AirQ steht bei mir draußen. Ein Aussiedlerhof mitten auf dem Lande.

Die So2 Werte in ganz Österreich sind in der Regel nie höher als 6 ug/m³ im Schnitt in meiner Gegend so um die 1.
Meiner hat einen ungefähren Mittelwert von 100 ug/m³ manchmal bei 350.....
Alle paar Stunden fällt der Wert für ein paar Minuten auf 0 um dann wieder auf 200 anzusteigen.

Auch mit Kalibrieren ändert sich da nichts.
Daher bin ich auch dafür eine Offset wie bei der Temperatur hinzuzufügen.

Thx Sperber

Micha

Letztes Wochenende habe ich genutzt, um Feinstaubdaten aufzuzeichnen und zu vergleichen. Am Wochenende war das Büro, in dem der air-Q steht, unbenutzt, d.h. keiner hat irgendwie „Dreck“ gemacht.
Drei Sensoren stehen mir zur Verfügung:

air-Q
Eigenbau mit SDS011
Ca. 500m Luftlinie vom Büro entfernt steht eine Station der Landesanstalt für Umwelt BW (LUBW). Hier greife ich aber die Daten über wAqi ab, und diese sind in der Einheit AQI und nicht in µg/m³.

Vergleich air-Q – LUBW

Auf den ersten Blick sieht das natürlich fantastisch aus, aber man muss vorsichtig sein. Die air-Q Daten werden mit der linken Y-Achse in µg/m³ angezeigt, LUBW mit der rechten Y-Achse in AQI.
In dem Bereich sind aber diese Werte proportional.
Die air-Q Werte sind deutlich niedriger, aber das habe ich erwartet, da die 500 m Entfernung zur verkehrsreichen Straße mit der LUBW-Station natürlich die Feinstaubwerte deutlich niedriger sein müssen.
Was man also aus der Grafik ableiten kann ist, qualitativ liefert der air-Q sehr gute Feinstaub Daten.

Vergleich air-Q – SDS011

Der SDS011 ist natürlich auch nicht kalibriert.
Das Bild zeigt deutlich eine sehr hohe Übereinstimmung der Werte. Die optisch sichtbaren Unterschiede im rechten Bereich liegen bei etwa 0,75 µg/m³.
Der SDS011 zeigt häufig Peeks. Ich vermute, das liegt hauptsächlich daran, dass ich auf dem SDS011 eine solch ausgefeilte Rundungsroutine wie auf dem air-Q nicht implementiert habe. Manuell habe ich mir noch die error-rate der Feinstaubsensoren auf dem air-Q angeschaut und diese decken sich mit meiner Vermutung.
Generell liegen die gemessenen Werte sehr niedrig, d.h. ein Kalibrierungs-Offset zu setzen, erübrigt sich.

Die air-Q Feinstaubdaten sind also auch qualitativ recht genau.