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Infoblatt: Staub und Feinstaub


M1 Dicke Luft über Düsseldorf (iStockphoto (pidjoe), Calgary, Alberta)

20.000 Atemzüge, 13 Kilogramm Luft – das ist die Tagesbilanz jedes
Menschen. Und mit jedem dieser Atemzüge nehmen wir Staub auf. Diese
Tatsache ist seit langer Zeit bekannt. Verstaubt ist das Thema deshalb
trotzdem nicht, im Gegenteil: Es wird immer drängender und
beunruhigender. Die Industrie- und motorisierten Gesellschaften produzieren immer größere Mengen Staub und leiden immer stärker darunter.

Schon seit Jahrtausenden macht sich die Menschheit Gedanken über Staub. Das zeigen entsprechende Stellen etwa aus dem Alten Testament. Der Mensch beginnt als Staub, wenn man der Bibel Glauben schenkt. Adam, der erste Mensch, ist nämlich der aus Staub (Hebräisch Ad ham = Mensch aus Erde). Bei jeder christlichen Bestattung heißt es: „Bedenke Mensch, dass du Staub bist und wieder zum Staub zurückkehren wirst“ (Genesis 3,19) oder „Denn Staub bist du, und zum Staub wirst du zurückkehren“ (1. Mose 3:19). Die Erkenntnis, dass wir aus „Staub“ sind, ordnet uns in unserer Wichtigkeit ein und bedeutet, dass wir Teil der Welt sind und damit ihren Gesetzen unterworfen. Wer aus Staub entsteht, der wird auch wieder zu ihm zurückkehren.

Auch unsere Umgebung ist von Staub geprägt. Staub ist ein allgegenwärtiger Begleiter des Menschen – und war es immer. Allerdings bewegen wir uns heute nicht mehr nur in einer Naturstaubwolke. Durch Landwirtschaft und Industrie, durch Konsum und Mobilität ist die Staubwelt eine andere geworden. Selbst die schönen Sonnenuntergänge, die wir genießen, verdanken wir den Staubpartikeln, die dafür sorgen, dass vor allem die roten Anteile des Sonnenlichts durchkommen.

Staub ist …

Staub ist der Sammelbegriff für feine und feinste feste Teilchen verschiedener Herkunft und Entstehung. Unterschieden wird Staub nach Größe oder Art und dem Material, aus dem er besteht: organisch oder anorganisch. Zu den häufigsten organischen Stäuben gehören etwa Blütenpollen, Bakterien und Pilzsporen. Gesteinsstaub und Mineralfasern dagegen bilden anorganische Stäube. Die häufigste Form des Staubes, mit der Menschen in Berührung kommen, ist sowohl organisch als auch anorganisch: Hausstaub.

Unterscheidet man nach der Größe, so lautet die grobe Kategorisierung in Grob- und Feinstaub. Diese Einordnung hat vor allem einen gesundheitsrelevanten Hintergrund. Aus medizinischer Sicht sind der Schadstoffgehalt, die Größe und Form der Staubteilchen entscheidend.

  • Größere Partikel, der Grobstaub, bleiben bereits im Nasen-Rachenraum hängen, Nasenhärchen und Schleimhäute fangen sie ab.
  • Kleine und kleinste Staubpartikel (Feinstaub) gelangen dagegen je nach Größe über die Luftröhre in Bronchien und Lunge. Feinstaub wird deshalb auch als inhalierbar oder als lungengängig bezeichnet.

Vor allem für natürliche Stäube gilt: Sie sind nicht alle gesundheitsgefährdend; mit Seesalzen angereicherte Luft z. B. gilt als gesundheitsförderlich.

Staub kann sowohl natürlicher Herkunft als auch menschlich verursacht (anthropogen) sein. In beiden Fällen unterscheidet man die primäre und sekundäre Staubentstehung. Beim primären Prozess wird der Staub unmittelbar erzeugt, etwa durch die Verwitterung von Gestein (natürlicher Staub) oder durch die Kohleverbrennung in einem Kraftwerk (anthropogen), wobei das Kraftwerk die primäre Quelle ist. Primärer Feinstaub entsteht also durch Verkleinerung, etwa in Verbrennungsprozessen, oder bei natürlicher Verwitterung.

Im Gegensatz dazu entstehen beim sekundären Prozess die Staubteilchen aus komplexen chemischen Reaktionen in der Atmosphäre, etwa mit Schwefel- und Stickstoffoxiden oder Ammoniak aus der Massentierhaltung – also durch Vergrößerung.

Während natürliche Staubquellen von jeher Bestandteil des Lebens waren und den menschlichen Organismus selbst bei besonderen Ereignissen wie Vulkanausbrüchen nicht nachhaltig gefährden, hat die Entwicklung der letzten Jahrhunderte in Industrie und Landwirtschaft neue Dimensionen der Stauberzeugung und ihrer Folgen geschaffen.

Menschengemachter Staub

Die entscheidenden anthropogenen Staubquellen sind industrielle Produktionsprozesse, die Energiegewinnung durch Verbrennung, der Verkehr, die Landwirtschaft, die Bautätigkeit, die privaten Haushalte, aber auch das Rauchen und Kerzenlicht. Liegt Brandstiftung vor, so gelten auch Wald- und Buschbrände als von Menschen verursacht. Wie stark die Belastung mit Staub ist, hängt weitgehend von der lokalen Lage ab. In ländlichen Gebieten können Gesteins- und Bodenstaub erheblich belasten, in städtischen Umgebungen mit stark befahrenen Straßen dagegen der Feinstaub aus Straßenverkehr, ebenso Schwermetallpartikel und Ruß. Nach Angaben des Umweltbundesamtes sind es innerörtlich vor allem drei Quellen, die die (Fein-)Staubbelastung ausmachen: Etwa die Hälfte entstammt der Emission aus Verbrennungsmotoren, vor allem von Dieselfahrzeugen, rund ein Viertel aus den Aufwirbelungen im Straßenverkehr. Weitere etwa 25 Prozent sind Partikel, die aus weiter entfernten Bereichen eingetragen werden.

Nach Berechnungen des Max-Plank-Instituts für Chemie sind die folgenden Feinstaubquellen in Deutschland maßgeblich:

  1. Der Straßenverkehr: Nicht nur die Abgase aus den Verbrennungsmotoren, sondern auch der Abrieb der Bremsen und der Verschleiß der Reifen und Straßenbeläge lassen Feinstaub entstehen. Jährlich „verwandeln“ sich so umgerechnet zwölf Millionen Reifen in Feinstaub. Etwa 7.000 Menschen sterben daran frühzeitig (pro Jahr in Deutschland). Die Einrichtung von Umweltzonen in Städten verringert das Problem nicht nachhaltig: Um etwa fünf Prozent wird der Abgasausstoß verringert. Insgesamt beträgt der Anteil an der Feinstaubverursachung rund 20 Prozent.
  2. Industrie, Kraftwerke und Schifffahrt: Vor allem Industrieanlagen und Kohlekraftwerke stoßen große Mengen an Schwermetallen (z. B. Blei und Arsen), Ruß und sonstigen Abgasen aus. Deren Moleküle verbinden sich in der Luft mit anderen Stoffen und bilden aggressiven Feinstaub. Regional ist auch die Schifffahrt bedeutsam. Entlang der Küsten und und großer Wasserstraßen erreicht der Feinstaubanteil aus dieser Quelle bis zu einem Viertel der Gesamtbelastung. Über die Luftbewegungen schlägt sich diese Emission bis tief ins Inland nieder. Geschätzte 7.500 Menschen sterben durch diese Quellen vorzeitig (pro Jahr in Deutschland).
    Die Frachtschifffahrt ist eine ganz besonders ins Gewicht fallende Quelle von Schwefeloxid, das ebenfalls die Bildung aggressiven Feinstaubs begünstigt. Allein die 15 größten Frachtschiffe der Welt emittieren so viel Schwefeloxid wie 760 Millionen Autos. Die Diskussion über die Umweltschädlichkeit von Dieselkraftfahrzeugen gewinnt aus diesem Blickwinkel eine neue Bedeutung, zumal in der Öffentlichkeit die ökologische und gesundheitsschädigende Wirkung der weltweiten Schiffsflotte kaum zur Kenntnis genommen, geschweige denn tatkräftig angegangen wird.
  3. Kamine und Holzöfen: Etwa 15 Millionen Anlagen, vor allem in Privathaushalten, sind in Deutschland in Betrieb, viele veraltet und „dreckig“. Ruß, Gase und verschiedenste Giftstoffe sorgen für schätzungsweise 2.500 Tote jährlich.
  4. Landwirtschaft: Die industrielle Landwirtschaft ist der größte einzelne Feinstauberzeuger. Durch Feldarbeit, verbunden mit der Aufwirbelung von Boden und Getreidestaub und der Ausbringung von Gülle, verursacht sie etwa die Hälfte allen Feinstaubs in Deutschland. Besonders Gülle bildet bei der Zersetzung im Boden und in der Luft Ammoniak, der sich mit Schwefel- und Stickstoffoxiden zu sekundärem Feinstaub verbindet und über weite Strecken transportiert wird. Feinstaub ist so leicht, dass er kaum den Gesetzen der Schwerkraft unterliegt und deshalb riesige Entfernungen zurücklegt, bevor er zu Boden sinkt – auch in den an sich schon stark belasteten Ballungsgebieten.

Neben diesen Hauptquellen sind andere bedeutsame Feinstaubverursacher festzustellen. Dazu gehören etwa Kopierer in Unternehmen und Privathaushalten, die getrockneten Tonerstaub abgeben. Kerzen und Teelichter erhöhen kurzfristig die Feinstaubkonzentration erheblich. Dazu kommen alle Koch-, Brat- und Toastvorgänge, die in der Raumluft zu einer starken Feinstaubverdichtung führen. Besonders bedeutsam ist die Silvesternacht: Rund 4.000 Tonnen Feinstaub, 15 Prozent der jährlichen Menge aus dem Straßenverkehr, werden innerhalb kürzester Zeit in die Luft geschossen. So wurden am 1. Januar 2017 allein in München über 500 Mikrogramm Feinstaub gemessen – ein Wert, der sonst nur in Peking zu finden ist. Der Grenzwert für Deutschland liegt bei 50 Mikrogramm.

Auch die in ländlichen Gebieten noch traditionellen Osterfeuer reihen sich in die Liste der Feinstaubquellen ein.

Grenzwerte











M2 Pflanzen in der Stadt sind u.a. Staubfilter
(Wolfgang Schaar)

Für die Feinstaubbelastung gelten national und international Grenzwerte. Sie stehen allerdings im Kreuzfeuer der Kritik, denn sie beziehen sich auf das Gewicht des Staubes pro Kubikmeter Luft. Da Feinstäube jedoch unterschiedlich groß, sehr verschieden beschaffen und damit nicht alle gleich belastend sind, sagt die bisherige Messung wenig über die Gefährlichkeit aus. So entspricht ein (vergleichsweise „ungefährliches“) PM-10-Partikel einer Million ultrafeiner Teilchen (PM = Particulate Matter). Doch gerade dieser Ultrafeinstaub beeinträchtigt die Gesundheit, denn er ist lungengängig und dringt selbst in die Blutbahnen vor – und gelangt mit ihm in alle Organe. Fachleute fordern deshalb, nicht (nur) das Gewicht zu messen, sondern die Zahl der Feinstaubpartikel.

Deshalb sind statistische Erhebungen mit großer Vorsicht zu genießen. So wurden im April 2017 neue Zahlen zur Feinstaubbelastung aus unterschiedlichen Quellen veröffentlicht: Demnach ist der Anteil der Pkw mittlerweile auf zwölf Prozent zurückgegangen, deutlich unter den Anteilen der verarbeitenden Industrie, Kraftwerke und der Landwirtschaft. Solche Aussagen beziehen sich auf die Gesamtmenge in Gewicht, nicht auf die „Qualität“ des Feinstaubes. Anders verhält es sich mit dem Ausstoß von CO2, bei dem die Emissionen aller deutschen Pkw im weltweiten Anteil nur knapp über dem aller Google-Suchanfragen liegen (0,73 zu 0,65 Millionen Tonnen). Kohlenstoffdioxid und Feinstaub sind jedoch zwei völlig unterschiedliche Emissionsarten. Wie bei radioaktiver Strahlung gibt es keinen Grenzwert für Feinstaub, unter dem keine Gefahr droht. Selbst einzelne Partikel können Erkrankungen auslösen, indem sie das Erbgut in einzelnen Zellen verändern und so etwa Krebs auslösen.

Tod durch Staub

Die Welt erinnert sich an den Tsunami des Jahres 2004 im Indischen Ozean und die etwa 230.000 Toten in 14 Ländern Südostasiens. Auch der Tsunami 2011 in Japan, ausgelöst durch das Tōhoku-Erdbeben, mit fast 16.000 Toten und den 2.500 Vermissten steht für die Gefahren, die uns von der Natur drohen. Die Gefährdung für Leib und Leben durch Feinstaub geht im Vergleich zu solchen Ereignissen in unserer Wahrnehmung jedoch (fast) unter. Feinstaub ist nicht sichtbar und wirkt langsam, aber er tötet viele Menschen.

2010 war ein tödliches Jahr für viele Bewohner Russlands. Während des Sommers brannten rund 30.000 Wald- und Torfflächen, insgesamt ein Gebiet von annähernd einer Million Quadratkilometern. Neben den direkten Brandopfern und den Tausenden von Menschen, die an den Folgen der begleitenden Hitzewelle starben, wurden viele Opfer der extremen Rauchbelastung. Unter den Menschen, die im Vergleich zum Vorjahr zusätzlich starben, waren auch viele Opfer, die – bedingt durch die Feinstaubbelastung – an Folgeerkrankungen des Brandrauchs starben. Auffällig sind die überdurchschnittlichen Sterbezahlen (Vergleich mit 2009) in den von den Bränden, der Hitze und dem Rauch betroffenen Monaten Juli (14.500) und August (43.500) 2010. Moskau lag zu dieser Zeit mehr als zwei Wochen lang unter einer dichten Rauchwolke.

Schon ein Jahr zuvor, 2009, kam es in Indonesien zu vielen Todesfällen infolge von Waldbränden mit extremer Rauchentwicklung. 2015 traf es das Land ein weiteres Mal. Der massive Smog der beiden Ereignisse belastete die gesamte Region Südostasien und kostete an die 100.000 Menschenleben.
Auch die Mitte Europas trafen bis ins letzte Jahrhundert Smogkatastrophen. Der Dezember 1952 ist der Stadt London noch in Erinnerung als „The Great Smog“. Bis zu 12.000 Einwohner, so die Erhebungen, starben durch den dichten Feinstaubnebel.

Besonders betroffen sind heute die Chinesen. Ein 2012 veröffentlichter Bericht („Global Burden of Disease“) stellte fest, dass allein 2010 in China 1,2 Millionen Menschen vorzeitig starben, weil die Luftverschmutzung, maßgeblich mit Feinstaub, extrem hoch war. Eine weitere Studie aus dem Jahr 2013 beschreibt die verkürzte Lebenserwartung der Menschen in Nordchina: Die Kohleverfeuerung führt bei den 500 Millionen Einwohnern, mit Peking als Zentrum, zu einem im Schnitt fünf Jahre früheren Tod als bei den Landsleuten im Süden Chinas. Neben dem menschlichen Leid geht die chinesische Regierung zudem von einem wirtschaftlichen Verlust in Höhe von 5,8 Prozent des Bruttoinlandsprodukts (BIP) aus – 2012 rund 360 Milliarden Euro.
Auch Indien als aufstrebende Nation leidet unter Feinstaub, vor allem in den Metropolen ist die Lage katastrophal. Das Max-Planck-Institut schätzt die Zahl der jährlichen Todesfälle durch Feinstaub dort auf knapp 650.000.

Nach einer 2017 veröffentlichten Studie der Europäischen Umweltagentur EEA (siehe Linktipp) sterben wegen Feinstaub allein 66.000 in Deutschland (zum Vergleich: 2016 gab es hierzulande rund 3.200 Verkehrstote). Angesichts der hohen Rußemissionen vor allem in den Ballungsgebieten ist eine Besserung derzeit kaum in Sicht. In Deutschland ist Stuttgart die „Hauptstadt“ der Luftverschmutzung, doch in anderen europäischen Ländern sieht es nicht besser aus. So überschreitet Paris im Schnitt jeden zweiten Tag die gesetzlich zugelassenen Grenzwerte. Ursachen sind sowohl die hohe Zahl der Fahrzeuge als auch die vielen Staus. Sie führen zu einem ständigen Bremsen und Anfahren mit Beschleunigungsphasen, bei denen besonders viele Abgase entstehen. Eine Untersuchung hat ergeben, dass die Bewohner von Paris im Schnitt sechs Monate früher sterben als die Menschen im restlichen Frankreich.
Ein Blick auf die Zahlen für ganz Europa zeichnet ein erschreckendes Bild: Die Europäische Umweltagentur (EEA) geht davon aus, dass Feinstaub in der EU jährlich etwa 430.000 vorzeitige Sterbefälle verursacht. Auf insgesamt 3,3 Millionen Tote schätzt das Max-Planck-Institut die weltweite Opferzahl des Feinstaubs – mit Abstand die meisten von ihnen in Asien.

Besonders die ultrafeinen Partikel sind potenziell tödlich, denn sie gelangen bis tief in die Lunge und erreichen über die Blutbahnen Herz und Gehirn. Durch die Verdickung des Blutes kommt es vermehrt zu Herzinfarkten und Schlaganfällen. Es wird vermutet, dass durch kleine Gehirninfarkte die Häufigkeit von Demenz zunimmt. Allerdings ist seit der Verankerung des Nichtraucherschutzes ein Rückgang der Behandlungen wegen Herzinfarktes zu verzeichnen, ebenso wie bei der Zahl der Frühgeburten und schweren Asthmaerkrankungen bei Kindern. Studien in den USA belegen zudem einen Zusammenhang zwischen zunehmenden Rauchverboten und abnehmenden Fällen von Lungenkrebs.

Staub in der Lunge

Auch Deutschland hat schon seit Jahrzehnten ein spezielles Feinstaubproblem: die Staublunge. Sie traf früher vor allem Bergleute im Steinkohleabbau. So berichtete die ZEIT in ihrer Ausgabe von 5. Januar 1950 über einen internationalen Kongress von Forschern aus England, der Schweiz und Deutschland zur Frage der Bekämpfung der Staublungenkrank-heit. Die Zahlen sind beeindruckend: Schon 1939 war die Staublunge mit über 63 Prozent Spitzenreiter in der Liste der Berufskrankheiten weltweit. Für Deutschland werden im Artikel ebenfalls verstörende Zahlen genannt: Allein im Bezirk Dortmund  wurden in den Jahren 1929 bis 1948 über 26.000 Kranke gezählt. Innerhalb eines einzigen Jahres, 1948, kostete die Behandlung der Betroffenen 32 Millionen D-Mark, 1.200 der Erkrankten starben im gleichen Jahr. Die Zahl der tödlichen Unfälle unter Tage lag im gleichen Bezirk im selben Jahr „nur“ bei 580. Der Artikel betont, dass im Ruhrgebiet ein weiteres und stetiges Anwachsen der Staublungenkrankheit zu verzeichnen sei, alle Abwehrmaßnahmen seien bislang ins Leere gelaufen. Mit der Beendigung der Steinkohleförderung ist diese spezielle Form der Staublunge weitgehend obsolet geworden. Diese Feststellung trifft jedoch nicht auf andere Formen der Feinstauberkrankungen zu, etwa auf die Asbestose, die bis heute ihre Opfer fordert.
Asbest, vor allem wegen seiner Feuerfestigkeit geschätzt, wurde intensiv zwischen 1960 und 1990 verbaut. Experten schätzen, dass Asbest in 3.000 bis 5.000 unterschiedlichen Produkten verwendet wurde. In Deutschland gibt es seit 1993 ein Asbest-Verbot, für die EU gilt es seit 2005. Jährlich werden in Deutschland dennoch 9.500 Asbest-Erkrankungen neu gemeldet, zumeist Lungenkrebs und Asbestose. Asbesterkrankungen stehen auf Platz 4 aller Berufskrankheiten. Die Weltgesundheitsorganisation WHO veranschlagt die Zahl der Asbest-Todesopfer in den Industriestaaten auf bisher rund zehn Millionen, allein 2016 wird die Zahl auf 200.000 geschätzt.

Asbest ist ein tödlicher Staub, wegen der Winzigkeit der einzelnen Fasern unsichtbar und lungengängig. In 60 Prozent aller in Deutschland vor 1990 gebauten Häuser ist dieser Stoff bis heute vorhanden, in Bodenbelägen, Klebern, Fensterbänken, Heizungskörpern usw. Seine besonderen Eigenschaften, die Feuerfestigkeit, Stabilität, Unzerstörbarkeit und der Preis machten Asbest zu einem beliebten Baustoff – und zu einem allgegenwärtigen Risiko, bis zum heutigen Tag. Und: In den kommenden Jahren stehen massive Sanierungsarbeiten an, hunderttausende Häuser und Gebäude müssen renoviert, Böden und Decken herausgerissen werden – ein Milliardenmarkt. Dabei entsteht viel Staub – Asbeststaub. Die Asbesterkrankungen dagegen sind ein Milliardengrab. Zehntausende von Opfern leiden jahrelang und sterben qualvoll, verlieren ihre Arbeitsfähigkeit und benötigen kostspielige medizinische Hilfe.

Fachleute schätzen, dass jährlich rund 1.500 Menschen in Deutschland an Asbestose sterben, weitere 200.000 leiden an durch Asbest ausgelösten Krankheiten. Was die Krankheit tückisch macht, ist die lange Zeit zwischen dem Einatmen der Mikrofasern und dem Krankheitsausbruch: 30 bis 50 Jahre. Obwohl Asbest schon längst nicht mehr verwendet wird, steigen also die Opferzahlen. Der Höhepunkt der Asbestfälle wird in der Zeit zwischen 2017 und 2020 erwartet.

Und ein Ende der Sterbefälle durch Asbest ist nicht in Sicht, im Gegenteil. Der Staubtod verlagert sich gerade von den Industrieländern in die Entwicklungsländer. Allein Russland fördert pro Jahr 500.000 Tonnen Asbest; der Großteil geht in den Export. In den Hütten und einfachen Häusern der armen Länder der Welt wird zunehmend Asbest verbaut. Damit ist die nächste Welle der Asbesterkrankungen vorprogrammiert: Ab 2030 wird der Staub immer mehr Menschen in den aufstrebenden Staaten den Tod bringen.

Tschernobyl 1986, Fukushima 2011: Mit den Explosionen der Atomreaktoren gelangte ebenfalls Staub in die Atmosphäre und verseuchte nicht nur große Landstriche und machte sie unbewohnbar. Der Staub war radioaktiv. Hunderttausende von Menschen atmeten ihn ein. Die Folgen sind viele Krebserkrankungen, mit jahrzehntelangen Auswirkungen.

Staubige Zukunft?

Laut einer Studie der OECD wird die Zahl der  Feinstaub-Toten im Jahr 2050 doppelt so hoch sein wie heute. Die Schätzung beruht auf der Beobachtung, dass erhöhte Feinstaubwerte in der Atemluft in einem bestimmten Verhältnis zur Sterblichkeit stehen.

Da man nicht genau weiß, wie viele Todesfälle tatsächlich auf Feinstaub zurückgehen, wird die steigende Sterblichkeit sowohl von der Menge als auch der Beschaffenheit der künftigen Belastung abhängen. Der Grund für die Annahme der OECD ist die wachsende Weltbevölkerung und die gleichzeitige Entwicklung des weltweiten Lebensstandards. In den kommenden Jahrzehnten werden zusätzlich Milliarden von Menschen Autos fahren, Heizungen haben und auf Produkte aus industrieller Produktion zurückgreifen. All das verursacht nicht nur einen steigenden CO2-Ausstoß, sondern auch Feinstäube. Die Zuwächse an Feinstäuben werden vor allem sich entwickelnde Volkswirtschaften und deren Bevölkerungen betreffen, also Asien und Afrika. Vor diesem Hintergrund ist die Entwicklung emissionsfreier oder -armer Herstellungsprozesse und Fortbewegungsmittel von großer Bedeutung. Interessanterweise beschreiben Statistiken über die Gefahren durch Feinstaub nur die Auswirkungen auf den Menschen.



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