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Infoblatt Feinstaub und Stickoxide


Hauptverkehrsstraße (Paderborn)

Feinstaub und Stickoxide sind nach einer Studie des Umweltbundesamtes für rund 47 000 vorzeitige Todesfälle in Deutschland verantwortlich. Als größte Emissionsquelle gilt der Straßenverkehr und hier besonders der Anteil der etwa 14 Millionen Dieselfahrzeuge.

Feinstaub

Bei Feinstaub handelt es sich um ein komplexes Gemisch aus extrem kleinen Partikeln, welche sich hinsichtlich ihrer Form, Farbe, chemischen Zusammensetzung, physikalischen Eigenschaften und ihrer Herkunft bzw. Entstehung unterscheiden. Diese Teilchen, die nicht sofort zu Boden sinken, sondern eine gewisse Zeit in der Atmosphäre verbleiben, bezeichnet man auch als Schwebstaub.
Der Durchmesser der Partikel reicht von einigen Nanometern bis zu 100 Mikrometer. Schweb- oder Feinstaub bezeichnet man international als Particular Matter (PM). PM10 steht für Partikel ≤ 10 μm. Nach der Teilchengröße unterscheidet man ultrafeine, feine und grobe Partikel. Ultrafeine Partikel haben nur einen geringen Anteil an der gesamten Feinstaubmasse, wegen ihrer großen Zahl haben sie jedoch eine große Gesamtoberfläche, an die sich schädliche Stoffe wie z. B. polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe oder Dioxine anlagern können.
Die Feinstaub-Problematik ist nicht neu, sie ist aber verstärkt in den Blickpunkt der Öffentlichkeit geraten, seit neue Erkenntnisse über die gesundheitlichen Wirkungen von Feinstaub vorliegen und seit von 2005 an verschärfte Grenzwerte in Deutschland gelten, die etwa Luftreinhaltemaßnahmen der Kommunen erforderlich machen können.

Herkunft

Die Analyse der Bestandteile des Staubes erlaubt Rückschlüsse auf seine Herkunft. Anhand computergestützter Modelle der Windströmungen über mehrere Tage kann gleichsam die Flugbahn der Partikel bis zu ihrem Entstehungsort zurückverfolgt werden.
Grundsätzlich kann zwischen primären und sekundären Partikeln unterschieden werden: Erstere werden als Emissionen direkt in die Atmosphäre abgegeben. So entweicht Feinstaub etwa aus Schornsteinen und Auspuffrohren infolge von Verbrennungsvorgängen, besteht aber auch aus Abrieb von Autoreifen, Bremsen oder Straßenbelag. Sekundäre Partikel entstehen durch chemische Prozesse aus gasförmig emittierten Vorläufersubstanzen (z. B. Schwefeloxide, Stickoxide oder Ammoniak). Auch Landwirtschaft oder Industrie als Quellen primärer und sekundärer Partikel sind zu nennen. Feinstäube natürlichen Ursprungs stammen etwa auch aus Vulkanen, Meeren (Seesalzaerosole), Bodenerosion oder sind biologisches Material, z. B. Sporen oder Pollen.
Hauptverursacher des Feinstaubes ist jedoch der Straßenverkehr: Sein Anteil an der innerörtlichen Belastung wird auf deutlich über 50 % beziffert. Hierbei stammt wiederum ein Großteil der besonders gefährlichen ultrafeinen Partikel aus Dieselfahrzeugen ohne Rußpartikelfilter.

Gesundheitsgefahren

Partikel unter 10 μm sind inhalierbar, Partikel unter 2,5 μm sogar lungengängig, das heißt, sie können mit der Atemluft tief in die Lunge eindringen. Dort setzen sich die Partikel in den feinsten Verästelungen der Lunge fest und können Entzündungen auslösen. Ultrafeine Partikel unter 0,1 μm können sogar über die Lungenbläschen in die Blutbahn übergehen und so zu Schlaganfällen oder Herzinfarkten führen. Die Weltgesundheitsorganisation (WHO) geht daher in einer Bewertung der Problematik davon aus, dass eine erhöhte Feinstaubbelastung zu vermehrten Erkrankungen der Atemwege, der Lunge und des Herz-Kreislauf-Systems führt. Asthma, Bronchitis und Lungenkrebs gehören zu den gefährlichsten Folgen. Insgesamt muss daher auch von Auswirkungen auf die Lebensdauer und -qualität ausgegangen werden. Es hat sich gezeigt, dass nicht Spitzenbelastungen, sondern vor allem die durchschnittliche Belastung vermindert werden muss, um Auswirkungen auf die Gesundheit zu minimieren.

Grenzwerte

Die Europäische Union hat verbindliche Grenzwerte festgelegt, welche ab dem 1. Januar 2005 das zulässige Höchstmaß an Feinstaub-Belastung definieren: Nach der EU-Luftqualitätsrichtlinie 1999/30/EG liegt die zulässige Höchstgrenze für Feinstaub (PM10) bei einem Tagesmittel von 50 µg/m³. Dieser Wert darf an lediglich 35 Tagen pro Jahr überschritten werden. Außerdem darf die Staubbelastung im Jahresmittel nicht 40 µg/m³ übersteigen. Werden diese Grenzwerte überschritten, sind sog. Aktionspläne aufzustellen, in denen kurzfristige Maßnahmen zur zukünftigen Einhaltung der Grenzwerte festzusetzen sind.
2005 verstießen bereits im ersten Halbjahr zahlreiche Großstädte gegen die neue Richtlinie. München, Düsseldorf und Berlin mussten deshalb bereits Fahrverbote anordnen.
Das Inkrafttreten der Richtlinie hat zur Folge, dass jedermann nun bei Verletzung der Grenzwerte Klage einreichen kann, um so Städte zu zwingen, Sofortmaßnahmen wie etwa Fahrverbote zur Reduzierung der gesundheitsschädlichen Partikel zu erlassen. Bleiben Maßnahmen der Städte und Kommunen zur Einhaltung der Grenzwerte auf lange Sicht aus, kann die Europäische Kommission ein Vertragsverletzungsverfahren gegen Deutschland einleiten.

Maßnahmen

Das Umweltbundesamt beziffert den Anteil von Dieselrußpartikeln an der innerörtlichen Feinstaub-Belastung auf 50 Prozent. Bis heute (2015) hat ein Sechstel der Diesel-Neufahrzeuge auf dem deutschen Markt noch keinen serienmäßigen Rußpartikelfilter. Daher fördert das Bundesumweltministerium seit 2006 die Nachrüstung von Dieselfahrzeugen mit Rußpartikelfiltern, welche nach dem heutigen Technikstand den Ausstoß von Dieselruß fast vollständig unterbinden können. Angesichts von fast 14 Millionen Dieselfahrzeugen auf deutschen Straßen (2014) mit immer noch hohem Anteil ohne Partikelfilter sind diese Anreize zur Nachrüstung nach wie vor erforderlich. Seit dem 01. Januar 2015 werden Rußpartikelfilter bei nachgerüsteten Gebrauchtwagen mit 260 Euro steuerlich gefördert.
Als Sofortmaßnahmen bei Überschreitung zulässiger Grenzwerte kommen Fahrtbeschränkungen in Betracht. Städte können Straßen oder Stadtteile für bestimmte Fahrzeuge – etwa Dieselfahrzeuge ohne Rußpartikelfilter – sperren und/oder Geschwindigkeitsbeschränkungen erlassen. Dazu haben verschiedene Kommunen Umweltzonen eingerichtet, in denen nur noch Fahrzeuge zugelassen sind, die bestimmte Abgasnormen erfüllen. Um zwischen sauberen und schadstoffreichen Fahrzeugen zu differenzieren, wurden sog. Schadstoffplaketten eingeführt, die entsprechend der Abgasnormen gestaffelt sind. Als erste Städte machten Berlin, Hannover und Köln seit dem 01. Januar 2008 von dieser Regelung Gebrauch, weitere Kommunen werden in Zukunft folgen. Allerdings gibt es unter bestimmten Bedingungen Ausnahmeregelungen für ältere Fahrzeuge, die jedoch von Stadt zu Stadt unterschiedlich geregelt werden.
Eine Nassreinigung der Straßen kann das Aufwirbeln von Feinstaub verhindern. Auch die Einführung einer City-Maut zur Reduzierung des innerstädtischen Verkehrsaufkommens wird angesichts der Problematik diskutiert. Luftreinhaltepläne der Bundesländer nennen als längerfristige Maßnahmen vor allem die Verbesserung des Öffentlichen Personennahverkehrs.

Stickoxide

Neben dem Feinstaub sind die Stickoxide das größte Problem in den Abgasen von Dieselfahrzeugen. Sie sind in Diesel-Abgasen in wesentlich höherer Konzentration als  in Benzinmotoren-Abgasen enthalten und eine Vorläufersubstanz für die Bildung von Feinstaubpartikeln. Stickoxide sind äußerst gesundheitsschädlich, sie tragen zu Atemwegserkrankungen bei und gelten als krebsauslösend. Der zulässige Grenzwert für Stickoxide beträgt in der EU 40 Mikrogramm pro Kubikmeter Luft. Dieser wird an über der Hälfte der deutschen Messstationen regelmäßig überschritten.
Das Hauptproblem beim Dieselmotor ist, dass die gängigen Dieselpartikelfilter die Stickoxide nicht herausfiltern. Im Gegenteil: Da in den Dieselpartikelfiltern regelmäßig ein Reinigungsvorgang durch höhere Verbrennungstemperaturen stattfinden muss, damit er nicht verstopft, entstehen dort besonders viele Stickoxide. Um diese wieder abzubauen ist eine weitere chemische Reaktion notwendig, die mit den so genannten „AdBlue“-Zusätzen erreicht werden kann. Dahinter verbirgt sich Harnstoff, der mit den Stickoxiden eine chemische Reaktion eingeht und zur Bildung von normalem Stickstoff und Wasserdampf führt. Diese zusätzliche Katalysator-Technik ist in Lkw-Motoren seit Jahren verbreitet, kommt aber in Pkw-Dieselmotoren bisher nur selten und vorwiegend in Oberklasse-Modellen zum Einsatz, weil sie sowohl die Anschaffungs- als auch die Betriebskosten erhöht, denn die Harnstoffzugaben sind in bestimmten Intervallen immer wieder fällig. Diese Technik ist aber unumgänglich, um das Stickoxid-Problem vor allem in den Ballungsräumen zu lösen.



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