PM10

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Feinstaub ist ein Teil des Schwebstaubs. Die Definition des Feinstaubs geht zurück auf den im Jahre 1987 eingeführten National Air Quality Standard for Particulate Matter (kurz als PM-Standard bezeichnet) der US-amerikanischen Umweltschutzbehörde EPA (Environmental Protection Agency). Dieser stellt eine grundlegende Veränderung in der Bewertung von Immissionen dar: Während zuvor die Gesamtimmission betrachtet wurde, liegt der Fokus nun auf dem einatembaren Anteil der Immissionen. Damit wird dem Umstand Rechnung getragen, dass feine Partikel von den Schleimhäuten im Nasen/Rachenraum bzw. den Härchen im Nasenbereich nur bedingt zurückgehalten werden, während gröbere Partikel keine Belastung der Atemwege darstellen (daher wird im Zusammenhang mit Feinstaub auch von inhalierbarem Feinstaub bzw. als thorakalem Schwebstaub gesprochen).

Es gibt mehrere Definitionen von Fein- und Grobstaub. Teilweise wird erst bei PM_2.5-relevanten Partikeln von Feinstaub gesprochen.

In der ersten Fassung der amerikanischen Richtlinie wurde der Standard PM₁₀ definiert, für den seit Anfang 2005 auch in der EU ein Grenzwert einzuhalten ist. Im Gegensatz zu der üblicherweise genannten Definition stellt PM₁₀ keine scharfe Aufteilung der Immissionen bei einem aerodynamischen Durchmesser von 10 Mikrometern (10 µm) dar; vielmehr wurde versucht, das Abscheideverhalten der oberen Atemwege nachzubilden: Partikel mit einem aerodynamischen Durchmesser von weniger als 1 µm werden vollständig einbezogen, bei größeren Partikeln wird ein gewisser Prozentsatz gewertet, der mit zunehmender Partikelgröße abnimmt und bei ca. 15 µm schließlich 0 % erreicht. Technisch gesehen entspricht dies der Anwendung einer Gewichtungsfunktion (in der Fachsprache Trennkurve bzw. Trennfunktion) auf die Immissionen (in der Praxis wird dies durch einen größenselektiven Einlass an den Messgeräten erreicht). Aus dem Verlauf dieser Gewichtungsfunktion leitet sich letztendlich auch die Bezeichnung PM₁₀ ab, da bei ca. 10 µm genau die Hälfte der Partikeln in die Gewichtung eingehen.

Im Jahre 1997 wurde die amerikanische Richtlinie um PM_2.5 ergänzt, die den lungengängigen (alveolengängigen) Feinstaub (auch Feinststaub genannt) beschreibt. Die Definition ist analog zu PM₁₀, allerdings ist die Gewichtungsfunktion wesentlich steiler (100 % Gewichtung < 0,5 µm; 0 % Gewichtung > 3,5 µm; 50 % Gewichtung bei ca. 2,5 µm). Diese wesentlich schärfere Trennung lässt sich nicht mehr durch einen speziellen Einlass erreichen, hierfür kommen in der Praxis Impaktoren oder Zyklone zum Einsatz.

Des Weiteren existiert noch die Definition der ultrafeinen Partikel (UP bzw. UFP), dies sind Nanopartikel mit einem Durchmesser von weniger als 100 nm (0,1 µm).

Entstehung

Feinstaub kann sowohl aus natürlichen wie auch aus anthropogenen Quellen stammen. Welche Quelle an welchem Ort dominiert, hängt von den jeweiligen örtlichen Gegebenheiten ab.

Luftgüte-Messstation in Emden

Hauptverursacher der natürlichen Staubbelastung (auch von Feinstaub) sind:

• Pollen vieler Pflanzen erzeugen Allergien (siehe auch Pollenflugkalender)
• Vulkanausbrüche
• Seesalz durch Gischt
• Waldbrände
• Saharastaub
• Partikelneubildung aus Vorläufern in der Atmosphäre
• Kleinstlebewesen und Teile von ihnen
• die Erosion von Gesteinen (hauptsächlich durch Wasser und Wind)
• die Deflation

Hauptverursacher des anthropogenen Anteils am Feinstaub in Deutschland sind laut Bundesumweltministerium, Stand 2001:

• die Industrie: 60.000 t/Jahr
• Privathaushalte und Kleinverbraucher: 33.000 t/Jahr
• Holzheizungen
• Straßenverkehr (ohne Reifen- und Bremsenabrieb): Dieselmotoren (siehe: Dieselruß): 29.000 t/Jahr
• Elektrizitäts- und Fernheizwerke: 19.000 t/Jahr
• übriger Verkehr: 16.000 t/Jahr
• Schüttgutumschlag: 8.000 t/Jahr
• Industriefeuerungen: 6.000 t/Jahr
• Schienenverkehr (Bremssand), 6.000 t/Jahr

Beim oben genannten Anteil des Straßenverkehrs sind jedoch Abrieb von Reifen, Bremsbelägen und Straßenasphalt nicht berücksichtigt. Der Reifenabrieb verursacht grob geschätzt rund 60.000 t/Jahr (davon PM₁₀-Anteil etwa 10 %, also rund 6.000 t/Jahr) und Bremsabrieb 5.500 bis 8.500 t/Jahr (überwiegend PM₁₀) (Umweltbundesamt 2004). Über Emissionen von der Straßenoberfläche sind keine Schätzungen bekannt. In Städten beträgt der Anteil des Verkehrs an den Feinstaubemissionen schätzungsweise 20 Prozent (siehe auch Verordnung zum Erlass und zur Änderung von Vorschriften über die Kennzeichnung emissionsarmer Kraftfahrzeuge).

Auch die Landwirtschaft trägt zur Feinstaubemission bei. Ihr durchschnittlicher Anteil an der europäischen PM₁₀-Emission beträgt etwa 9 %, wobei etwa die Hälfte auf Tierhaltung zurückzuführen ist.

Quellen von Feinstaubemissionen durch Privathaushalte sind z.B. Holzheizungen und Kamine; hier ist trotz moderner Techniken wie Pelletheizungen durch steigende Anzahlen sogar eine Zunahme zu verzeichnen. Besonders in geschlossenen Räumen trägt auch der Rauch von Tabakwaren zur Feinstaubbelastung bei.

Reduktion

Europäische Union

In Europa wurden mit der Richtlinie 1999/30/EG des Rates vom 22. April 1999 über Grenzwerte für Schwefeldioxid, Stickstoffdioxid und Stickstoffoxide, Partikel und Blei in der Luft (in deutsches Recht umgesetzt mit der Verordnung über Immissionswerte für Schadstoffe in der Luft – 22. Bundes-Immissionsschutzverordnung (BImSchV) vom 11. September 2002) Grenzwerte für Feinstaub festgelegt. In der Richtlinie wurde folgende Grenzwertregelung getroffen:

1. Seit dem 1. Januar 2005 einzuhaltende Tagesmittelwert für PM₁₀ beträgt 50 µg/m³ bei 35 zugelassenen Überschreitungen im Kalenderjahr. (In Österreich sind von 1. Januar 2005 bis 31. Dezember 2009 nur 30 Überschreitungen/Jahr erlaubt)
2. Seit dem Jahr 2005 beträgt der Jahresmittelwert für PM₁₀ 40 µg/m³.
3. Ab dem 1. Januar 2010 darf der einzuhaltende Tagesmittelwert für PM₁₀ weiterhin 50 µg/m³ betragen bei jedoch nur noch 7 zugelassenen Überschreitungen im Kalenderjahr.
4. Ab dem Jahr 2010 darf der Jahresmittelwert für PM₁₀ jedoch nur noch 20 µg/m³ betragen.

Um diese Grenzwerte einhalten zu können, werden in den einzelnen europäischen Ländern unterschiedliche Strategien verfolgt:

• In London hat die 2003 eingeführte City-Maut zwar den Verkehr verringert, die Feinstaubbelastung (Immissionen) blieb aber praktisch konstant. Seit Juli 2005 beträgt die Gebühr 8 £. Im Jahr 2007 wurde die Mautzone vergrößert.^[1]

• In Italien gibt es Fahrverbote, die generell, nur sonntags oder abwechselnd für Fahrzeuge mit geradem oder ungeradem Kennzeichen gelten.

• In Österreich gibt es Subventionen für Partikelfilter bei Dieselfahrzeugen sowie Förderung von Biodiesel. Außerdem gibt es Luftsanierungsgebiete – z. B. in Teilen des Inntals in Tirol oder im Großraum Graz sowie Feinstaubtempolimits auf diversen Autobahnen (siehe [5]).

• In Deutschland wird der Einbau von Partikelfiltern steuerlich gefördert. Mehrere Kommunen haben 2008 Umweltzonen eingeführt, die von Fahrzeugen mit hohen Feinstaubemissionen als festgelegt nicht befahren werden dürfen. Weitere Kommunen planen die Einführung von Umweltzonen im Laufe der Zeit. Der Einsatz von Partikelminderungssystemen wird ab 2009 bei Lkw durch die Einordnung in eine günstigere Mautkategorie entsprechend ausgerüsteter Fahrzeuge gefördert.

Partikelfilter nach dem Wandstromprinzip stellen wegen ihres hohen Filtrationswirkungsgrades (>95 %) für Gesamtpartikelmasse eine wirksame Möglichkeit zur Reduzierung dieser Partikelemissionen dar. Nebenstromfilter auch Nebenstrom-Tiefbettfilter genannt, filtern vor allem die gesundheitsschädlichen Feinstpartikeln (PM₁₀ und kleiner) mit über 80 % die Gesamtpartikelmasse mit bis zu 40 %. Da gerade der Dieselruß krebserregend wirkt, sind Partikelfilter für Dieselmotoren trotz ihrer geringen Gesamtauswirkung auf die Feinstaubbelastung sinnvoll.

Angesichts der häufigen Grenzwert-Überschreitungen in deutschen Städten argumentieren viele Politiker, die EU-Richtlinie 1999/30/EG [6] sei nicht einzuhalten, die Grenzwerte müssten daher erhöht werden. Das Beispiel Schweiz (siehe unten) zeigt jedoch, dass noch schärfere Grenzwerte dort überwiegend eingehalten werden.

Der Verband der Automobilindustrie hält eine regelmäßige Straßenreinigung in den Hauptverkehrsstraßen für effizienter als die Lösung des Feinstaubproblems durch die Einführung von Dieselrußfiltern. Um den Feinstaub dauerhaft durch die maschinelle Reinigung der Straßen aus den Innenstädten zu entfernen, sind Kehrmaschinen zur Feinstaubrückhaltung erforderlich. Diese Maßnahme wird von führenden Experten als rein kosmetisch und unwirksam, sogar als kontraproduktiv, angesehen. [7]. Die Bundesregierung hat 31. Mai 2006 eine Verordnung zur Kennzeichnung emissionsarmer Kraftfahrzeuge (Kennzeichnungsverordnung) nach § 40 Abs. 3 des Bundesimmissionsschutzgesetzes beschlossen. Sie soll dazu beitragen, die Feinstaubbelastung zu reduzieren, die in den Städten derzeit vielfach als zu hoch empfunden wird. Dazu sieht die Verordnung eine bundesweit einheitliche Kennzeichnung von Autos, Lastwagen und Bussen mit Plaketten nach Höhe ihrer Feinstaubemission vor. Zudem wird ein neues Verkehrszeichen „Umweltzone“ eingeführt, das ein feinstaubbedingtes Fahrverbot signalisiert. Bei einem solchen Fahrverbot dürfen künftig lediglich Fahrzeuge fahren, die eine bestimmte Feinstaubplakette auf der Windschutzscheibe tragen. Die GTÜ (Gesellschaft für technische Überwachung) in Stuttgart bietet inzwischen einen Dienst auf ihrer Webseite an, mit dem festgestellt werden kann, welche Feinstaubplakette für welches Fahrzeug erhältlich sein wird. Die Wirksamkeit und Rechtmäßigkeit dieser Maßnahme wird indes angezweifelt, insbesondere weil auch PKW mit Fremdzündungsmotor von Fahrverboten betroffen sind, die nicht zu den abgasbedingten Feinstaubemissionen beitragen. Hier wird insbesondere kritisiert, dass einseitig auf den Kraftfahrzeugverkehr ausgerichtete Maßnahmen dem Verusacherprinzip nicht hinreichend Rechnung tragen, da die Feinstaubemissionen aus Industrie und privaten Feuerungsanlagen nicht ebenfalls herangezogen werden.

Bis heute wird die Feinstaubbelastung durch Tabakrauch in Innenräumen vielfach ignoriert, obwohl sie alle Grenzwerte bei weitem übersteigt. Italienische Wissenschaftler leiteten aus entsprechenden Untersuchungen (s. u.) die dringende Forderung ab, in allen geschlossenen öffentlichen Räumen und Arbeitsstätten ein Rauchverbot zu verhängen.

Gerade laufende Diskussionen über die beste Maßnahme haben folgende Problempunkte zu Tage gefördert:

• Feinstaub reichert sich in den stehenden Luftschichten an – Fahrverbote bringen zwar keine zusätzliche Erhöhung, aber die Konzentration im verkehrsfernen Bereich sinkt bei austauscharmen Wetterlagen auch nicht.
• Im Prinzip können auch „saubere“ Fahrzeuge Feinstaub durch Bremsen-, Kupplungs- und Reifenabrieb sowie Aufwirbelung erzeugen, insbesondere wenn sich bereits eine Feinstaubschicht in Bodennähe befindet bzw. die Straße gestreut wurde.
• Bei größerer Schadstoffverfrachtung in Gebiete hinein wirken Maßnahmen innerhalb dieser Gebiete naturgemäß nur teilweise – es sind regional übergreifende Konzepte nötig.
• Ein Umstieg eines größeren Teils der Pendler auf den öffentlichen Verkehr nur an Tagen mit hoher Schadstoffkonzentration ist aus Kapazitätsgründen nicht möglich. Ressourcen auf Verdacht vorzuhalten ist für die Verkehrsbetriebe nicht leistbar.
• Instrumente zur Förderung der Bildung von Fahrgemeinschaften wurden bisher nicht entwickelt (z. B. Ausnahmen von der Citymaut für mehrfach besetzte Fahrzeuge) oder die (automatisierte) Kontrolle des Besetzungsgrades ist nicht gewünscht (Videoüberwachung).
• Begrenzte Erfolge haben Gratis-ÖV-Aktionen (u. a. SMS-basiert) mit geringer Wirkung auf die Gesamtbelastung.
• Die Feinstaubbelastung durch Holzheizungen nahm in den letzten Jahren in einigen Regionen noch zu.

Feinstaubreduktion in Innenräumen

Feinstaubquellen in Innenräumen sind Zigarettenrauch, Laserdrucker, Kopierer, Kerzen, Kochaktivitäten und Staubsauger ohne Filter.^[2] In einer Studie des DAAB und der Gesellschaft für Umwelt- und Innenraumanalytik (GUI), Mönchengladbach aus dem Jahre 2005, stellte man einen signifikanten Anstieg von Feinstaub in der Innenraumluft von Räumen mit Glattböden fest. Das spräche für den Einsatz von Teppichböden in Innenräumen um die Belastung mit Feinstaub zu reduzieren und damit auch die Menge von allergenen Stoffen in der Raumluft. Nach den Messergebnissen liegt der arithmetische Mittelwert der Feinstaubkonzentration in Räumen mit Glattböden mit 62,9 μg/m³ deutlich oberhalb des gesetzlichen Grenzwertes von 50 μg/m³. Bei den Haushalten mit Teppichböden liegt der Mittelwert bei 30,4 μg/m³, und damit deutlich unterhalb des Grenzwertes.

Andere Länder

Die höchste Feinstaubbelastung aller 30 OECD-Hauptstädte weist Seoul auf. Der weitere Ausbau des öffentlichen Personennahverkehrs (siehe U-Bahn Seoul) soll einen Rückgang des Kraftverkehrs herbeiführen; daneben will die Regierung Anreize zur Benutzung weniger stark verschmutzender Fahrzeuge und zum Einbau emissionssenkender Technik geben.[8]

WHO

Die Weltgesundheitsorganisation empfiehlt angesichts der vom Feinstaub ausgehenden Gesundheitsgefahren in ihren WHO-Luftgüte-Richtlinien folgende Grenzwerte für Feinstaub:^[3]

1. Jahresmittel PM₁₀ 20 µg/m³
2. Jahresmittel PM_2,5 10 µg/m³

1. Tagesmittel PM₁₀ 50 µg/m³ ohne zulässige Tage, an denen eine Überschreitung möglich ist.
2. Tagesmittel PM_2,5 25 µg/m³ ohne zulässige Tage, an denen eine Überschreitung möglich ist.

Die Richtwerte der WHO liegen damit deutlich unter den rechtswirksamen Grenzwerten der EU.

Wirkungen auf die Gesundheit

Der Staub wird heute im Wesentlichen für die Auswirkungen von Luftverschmutzungen auf die Gesundheit verantwortlich gemacht. Zu den Auswirkungen gehören die Verstärkung von Allergiesymptomen, die Zunahme von asthmatischen Anfällen, Atemwegsbeschwerden und Lungenkrebs (durch Zigarettenrauch) sowie ein gesteigertes Risiko von Mittelohrentzündungen bei Kindern [9]. Daneben werden auch Auswirkungen auf Herz-Kreislauf-Erkrankungen (z.B. Herzinfarkt) angenommen. Das Ausmaß der Auswirkung von Partikeln auf die Atemwege hängt, neben der Toxizität der Partikel u.a. Blei, Vanadium, Beryllium und Quecksilber, auch von der Größe der Partikel ab: je kleiner ein Partikel ist, desto tiefer kann es in die Lunge eindringen.

Industrieanlage zur Absaugung von Schweißrauch

Feinstaub PM₁₀ erreicht teilweise die Lunge, da die Filterwirkung des Nasen-Rachenraumes für feine Partikel mit weniger als 10 Mikrometer Durchmesser nicht ausreicht. So gelangen ultrafeine Teilchen (Durchmesser unter 0,1 µm) bis in die Lungenbläschen (Alveolen) und werden von dort nur sehr langsam oder gar nicht wieder entfernt (Staublunge). Epidemiologische Studien haben für eine Erhöhung der PM₁₀-Konzentration in der Außenluft um 10 µg/m³ mit stark signifikantem Ergebnis ergeben, dass die Morbidität - gemessen an der Anzahl der Krankenhauseinweisungen infolge von Atemwegserkrankungen - um 0,5 bis 5,7 % steigt, und die Mortalität (das Sterberisiko) um 0,2 bis 1,6 % steigt. Die 2001 bis 2004 durchgeführte Feinstaub-Kohortenstudie NRW untersuchte 4.800 Frauen über 60 Jahre und hat gezeigt, dass die Exposition gegenüber verkehrsbedingten Luftschadstoffen wie NO₂ und PM₁₀-Feinstaub mit einer erhöhten Mortalität gegenüber kardiopulmonalen Todesursachen einher gehen kann.

Wegen des linearen Zusammenhangs gibt es keine unschädliche Feinstaubkonzentration. Für die Bevölkerung der europäischen Union ergibt dies im Durchschnitt eine um mindestens ein Jahr reduzierte Lebenserwartung durch die Gesamtfeinstaubbelastung^[4].

Die Studien sind zwar ein Hinweis auf Gesundheitsschäden; jedoch können eventuelle Störgrößen nicht ausgeschlossen werden, und ein wissenschaftlich bewiesener biologischer Wirkungsmechanismus ist nicht bekannt. Die Weltgesundheitsorganisation (WHO) wird deshalb kritisiert, diese Studien als Grundlage für von ihr geforderte schärfere Feinstaubgrenzwerte verwendet zu haben. Nach WHO-Aussagen verkürzt sich infolge des Feinstaubes die durchschnittliche Lebenszeit aller Europäer im Mittel um 8,6 Monate und in Deutschland um 10,2 Monate. Die EU-Kommission geht von circa 310.000 Todesfällen europaweit aus, die jedes Jahr vorzeitig infolge der Feinstaubbelastung eintreten.

Jüngere Forschungen haben gezeigt, dass der PM_2,5-Anteil am Feinstaub besonders gesundheitsgefährdend ist, da Partikel dieser Größe können bis in die Lungenbläschen gelangen. Sie sind maximal so groß wie Bakterien und können daher mit freiem Auge nicht gesehen werden. Durch diese geringe Größe der Partikel und der daraus resultierenden langen Verweilzeit in der Atmosphäre (Tage bis Wochen) und der atmosphärischen Transportdistanz von bis zu 1.000 km ist PM_2,5 auch von internationaler Relevanz. Diese besonders gefährlichen Feinstaubpartikel werden beispielsweise vom österreichischen Messsystem aber noch gar nicht separat erfasst.

Eine aktuelle Bewertung der Gesundheitsauswirkungen von Feinstaub durch die Weltgesundheits­organisation (WHO) hat klar gezeigt, dass eine erhöhte PM_2,5-Belastung in Zusammenhang mit schweren Gesundheitsauswirkungen (z. B. Herz-Kreislauferkrankungen) steht.

Von der EU-Kommission werden daher momentan Zielwerte für PM_2,5 im Rahmen des "Clean Air for Europe (CAFE)"-Prozesses vorbereitet.

Es kann auch davon ausgegangen werden, dass nicht alle Bestandteile der Partikel die gleiche gesundheitliche Relevanz haben. Die Gefährlichkeit wird offensichtlich nicht durch die Masse, sondern vor allem durch die Oberfläche der Partikel bestimmt. Partikel, die aus Verbrennungsprozessen stammen, sind offensichtlich relevanter als beispielsweise Bodenpartikel oder Reifenabrieb. Weitgehend ungeklärt ist noch, welche Bedeutung die verschiedenen Partikelkomponenten (anorganisch, organisch, löslich, unlöslich, flüchtig, nichtflüchtig) haben.

Seesalze tragen durchschnittlich 5 µg/m³ zum PM₁₀-Anteil beispielsweise auf der Nordseeinsel Norderney bei [10]. Da sie wasserlöslich sind, gelten sie nicht als gesundheitsrelevant und brauchen deshalb bei den EU-Grenzwerten nicht berücksichtigt zu werden. Im Gegensatz wird der Aufenthalt in derart belasteter Luft als Kur bei verschiedenen Atemwegserkrankungen gerade empfohlen.

Da sich der Mensch den größten Teil seiner Lebenszeit in Innenräumen aufhält, spielt deren Partikelbelastung eine wichtige Rolle. Hier besteht noch besonderer Forschungsbedarf.

Mailänder Studie

Italienische Wissenschaftler vom nationalen Krebsinstitut in Mailand verglichen 2004 die Feinstaubbelastung eines abgasreduzierten Diesel-PKWs im Leerlauf mit der Belastung durch Zigarettenrauch. Die Forscher betrieben in einer Garage mit 60 m³ Rauminhalt zunächst eine halbe Stunde lang bei geschlossenen Türen und Fenstern einen Ford Mondeo Turbodiesel im Leerlauf und bestimmten währenddessen die Partikelkonzentration. Anschließend wurde die Garage vier Stunden lang gründlich gelüftet und das Experiment mit drei Zigaretten wiederholt, die innerhalb von 30 Minuten abgebrannt wurden. Die Feinstaubbelastung lag im PKW-Experiment bei 36 (PM₁₀), 28 (PM_2.5), und 14 (PM₁) µg/m³, im Zigaretten-Experiment bei 343 (PM₁₀), 319 (PM_2.5), und 168 (PM₁) µg/m³. Der europäische Immissionsgrenzwert beträgt 40 µg/m³. Ihre Untersuchung, so das Fazit der Wissenschaftler, belege den dringenden Bedarf, in allen geschlossenen öffentlichen Räumen und Arbeitsstätten ein Rauchverbot zu verhängen.

Bei den Ergebnissen des Versuchs ist jedoch zu berücksichtigen, dass die meisten Dieselfahrzeuge dauerhaft nicht mit Biodiesel betrieben werden können und die Belastungen durch einen fahrenden Pkw durch Gasgeben und Bremsen (Bremsen-, Kupplungs- und Reifenabrieb) deutlich höher sind. Die in den Medien viel zitierte Behauptung, der Versuch hätte gezeigt, dass der Rauch einer Zigarette etwa so viel Feinstaub enthält, wie ein laufender Dieselmotor innerhalb von 100 Minuten abgibt, greift also zu kurz. Die Autoren selbst weisen in ihrer Studie darauf hin, dass ein anderes Experiment gezeigt hätte, dass die Feinstaubemissionen eines nicht abgasreduzierten Dieselmotors selbst im Leerlauf um ein Vielfaches höher sind als die von Zigaretten.

Des Weiteren muss darauf hingewiesen werden, dass die Studie schwere Mängel aufweist. Insbesondere ist hier zu erwähnen, dass das eingesetzte (optische) Messgerät nicht in der Lage ist, Partikel mit einem Durchmesser von weniger als 500 nm für Zigarettenrauch bzw. weniger als etwa 1,5 µm im Falle von Dieselruß zu detektieren (die Detektionsgrenze ist abhängig von der Lichtstreuung der Partikel). Sowohl die Emissionen eines Dieselfahrzeuges als auch der Zigarettenrauch enthalten jedoch einen erheblichen Anteil an Partikeln dieser Größe. Verstärkt wird dieser Effekt noch durch die Tatsache, dass der Luftfilter des Dieselfahrzeugs einen Großteil der detektierbaren Partikeln aus der Luft entfernt. Insgesamt ist davon auszugehen, dass die Feinstaubbelastung in der Studie deutlich unterbewertet wurde, insbesondere für das Dieselfahrzeug.

Recht

Europäische Union

Nach der 1980 beschlossenen Richtlinie 80/779/EWG wurden die Mitgliedstaaten zur Einhaltung folgender Grenzwerte ab 1. April 1983 verpflichtet:^[5]

• 80 µg/m³ für den Median der während des Jahres gemessenen Tagesmittelwerte von Schwebstaub;
• 130 µg/m³ für den Median der im Winter gemessenen Tagesmittelwerte von Schwebstaub;
• 250 µg/m³ für den 98-Prozent-Wert der Summenhäufigkeit aller während des Jahres gemessenen Tagesmittelwerte von Schwebstaub, eine Überschreitung ist nur einmal an höchstens drei aufeinanderfolgenden Tagen erlaubt.

Der Europäische Gerichtshof hat 1991 festgestellt, dass die Bundesrepublik Deutschland die Richtlinie nicht rechtzeitig umgesetzt hat; die Grenzwerte wurden jedoch eingehalten.^[6]

Die 1996 beschlossenen Richtlinie 96/62/EG schreibt Mess- und Informationspflichten auch zu Feinstaub vor.^[7] Wegen Verstoßes dagegen hat der Europäische Gerichtshof Frankreich und Spanien in Vertragsverletzungsverfahren verurteilt.

Die 1999 beschlossene Richtlinie 99/30/EG legt für die Zeit ab 1. Januar 2005 folgende Grenzwerte fest:^[8]

• 50 µg/m³ für den 24-Stunden-Mittelwert von PM₁₀, es sind 35 Überschreitungen pro Jahr erlaubt;
• 40 µg/m³ für den Jahresmittelwert von PM₁₀.

Ebenfalls in der Richtlinie 99/30/EG ist festgelegt, dass am 1. Januar 2010 folgende Verschärfungen der Grenzwerte in Kraft treten, wenn sie nicht vorher geändert werden:

• weiterhin 50 µg/m³ für den 24-Stunden-Mittelwert von PM₁₀, es sind jedoch nur noch 7 Überschreitungen pro Jahr erlaubt;
• 20 µg/m³ für den Jahresmittelwert von PM₁₀.

Die zuständigen Behörden müssen bei Überschreitungen kurzfristig mit Aktionsplänen Gegenmaßnahmen treffen. Sie sind verpflichtet, Luftreinhaltepläne aufzustellen, wenn zukünftig geltende Grenzwerte deutlich überschritten werden.

In mehreren europäischen Ballungsgebieten werden die Grenzwerte überschritten. Im Jahr 2005 hat Stuttgart als erste deutsche Stadt am 13. März den Grenzwert zum 35. Mal überschritten. In Österreich ist die Feinstaubbelastung in Graz am stärksten: so wurde im Jahr 2003 der zulässige Grenzwert 50 µg/m³ an insgesamt 135 Tagen statt der maximal zulässigen 35 Tagen überschritten.

Schweiz

In der Schweiz beträgt der Grenzwert für PM₁₀ für den Jahresmittelwert 20 µg/m³. In dicht besiedelten Regionen und entlang von stark befahrenen Verkehrsachsen wurde dieser Wert im Jahr 2000 und im Winter 2005 Mittelland (Schweiz) überschritten.

Der Grenzwert für PM₁₀ als 24-h-Mittelwert von 50 µg/m³ darf höchstens einmal im Jahr überschritten werden. Dies kann aber nur in wenigen Jahren und wenigen Kantonen eingehalten werden.

Die permanente Überschreitung von Grenzwerten lässt viele Schweizerinnen und Schweizer an der Glaubwürdigkeit von Grenzwerten zweifeln. Der Feinstaub-Tagesmittelwert wurde im Februar 2006 um das Vielfache überschritten, so in Lausanne mit 223 µg/m³. Als Sofortmaßnahme wurde in 11 Kantonen vom 3. Februar bis zum 8. Februar 2006 die Geschwindigkeitslimiten auf den Autobahnen auf 80 km/h herabgesetzt. In gewissen Kantonen wurde das Anzünden von Kaminfeuern untersagt.

Einer Doktorarbeit von Peter Straehl (Kanzerogene Luftschadstoffe in der Schweiz, 2003) ist zu entnehmen, dass in der Schweiz pro Jahr rund 300 Krebsfälle durch "partikelförmige Luftschadstoffe" verursacht werden. Die Herabsetzung von diesbezüglichen Emissionen durch z.B. schadstoffärmere LKW-Motoren wird aber nur im Gleichschritt mit den EU-Normen vorangetrieben.

USA

Der 24-Stunden-Mittelwert für PM₁₀ darf 150 µg/m³ höchstens einmal pro Jahr überschreiten (auf Basis eines 3-Jahres-Durchschnitts).^[9][10] Der Grenzwert von 50 µg/m³ für den Jahresmittelwert wurde im Dezember 2006 aufgehoben, weil es keine Beweise für gesundheitliche Probleme bei Langzeitexposition gab.^[11][10][12]

Bei PM_2,5 beträgt der Grenzwert für den Mittelwert von drei Jahren 15 µg/m³. Zusätzlich muss der Mittelwert in der 98. Perzentile der 24-Stunden-Werte dreier Jahre 65 µg/m³ einhalten. ^[9][13]

Die nationale Umweltschutzbehörde U.S. Environmental Protection Agency hatte die PM_2,5-Grenzwerte 1997 erlassen, wogegen Industrieorganisationen und Bundesstaaten klagten und 1999 gewannen. Dieses Urteil wurde jedoch 2001 vom Bundesgericht „Supreme Court“ aufgehoben und festgestellt, dass die Umweltbehörde verfassungsgemäß ermächtigt wurde, Grenzwerte festzulegen, und dabei nicht die daraus resultierenden wirtschaftlichen Kosten zu beachten braucht. 2002 stellte ein Gericht dazu fest, dass die Umweltschutzbehörde weder ihren Ermessensspielraum überschritten noch willkürlich gehandelt hat. ^[14][15][16]

Einzelnachweise

1. ↑ http://www.tfl.gov.uk/assets/downloads/fifth-annual-impacts-monitoring-report-2007-07-07.pdf
2. ↑ GSF Forschungszentrum für Gesundheit, Feinstaub - Droht Gefahr auch im Innenraum?
3. ↑ WHO-Luftgüte-Richtlinien
4. ↑ Bericht "Die Umwelt in Europa" der Europäischen Umweltagentur, Oktober 2007. Link und Zusammenfassung bei Umweltbundesamt Österreich
5. ↑ [1]
6. ↑ [2]
7. ↑ [3]
8. ↑ [4]
9. ↑ ^{a b} United States Environmental Protection Agency (Hrsg.): National Ambient Air Quality Standards (NAAQS). Stand: 20. Februar 2009. URL: http://www.epa.gov/air/criteria.html (abgerufen am 27. April 2009)
10. ↑ ^{a b} Title 40 of the Code of Federal Regulations Part 50 § 6. Stand: 17. Oktober 2006. URL: http://ecfr.gpoaccess.gov/cgi/t/text/text-idx?c=ecfr&rgn=div8&view=text&node=40:2.0.1.1.1.0.1.6&idno=40 (abgerufen am 27. April 2009)
11. ↑ Title 40 of the Code of Federal Regulations Part 50 § 6. Stand: 22. Dezember 2000. URL: http://edocket.access.gpo.gov/cfr_2003/julqtr/40cfr50.6.htm (abgerufen am 27. April 2009)
12. ↑ United States Environmental Protection Agency (Hrsg.): Final Revisions to Particulate Matter NAAQS Federal Register Notice. Stand: 17. Oktober 2006. URL: http://www.epa.gov/oar/oaqps/greenbk/7161143.html (abgerufen am 27. April 2009)
13. ↑ Title 40 of the Code of Federal Regulations Part 50 § 7. Stand: 30. Juli 2004. URL: http://ecfr.gpoaccess.gov/cgi/t/text/text-idx?c=ecfr&rgn=div8&view=text&node=40:2.0.1.1.1.0.1.7&idno=40 (abgerufen am 27. April 2009)
14. ↑ United States Environmental Protection Agency (Hrsg.): What is the litigation history of the 1997 PM2.5 standards?. In: Fine Particle (PM2.5) Designations. Frequent Questions. URL: http://www.epa.gov/pmdesignations/faq.htm#11 (abgerufen am 27. April 2009)
15. ↑ Supreme Court Docket. November 2000. No. 99-1257. URL: http://supreme.lp.findlaw.com/supreme_court/docket/2000/novdocket.html#99-1257 (abgerufen am 27. April 2009)
16. ↑ United States Court of Appeals For the District of Columbia Circuit: American Trucking Associations v. Environmental Protection Agency. No. 97-1440. No. 97-1441. Entscheidung vom 26. März 2002. URL: http://pacer.cadc.uscourts.gov/common/opinions/200203/97-1440d.txt (abgerufen am 27. April 2009)

Literatur

Bücher

• Sachverständigenrat für Umweltfragen (Hrsg.): Feinstaub durch Straßenverkehr – Bundespolitischer Handlungsbedarf. (6), Berlin 2005, ISSN 1612-2968
• H.-Erich Wichmann, Joachim Heinrich, A. Peters: Gesundheitliche Wirkungen von Feinstaub; Ecomed; 2002; ISSN 3609161051
• Andreas Hainsch: Ursachenanalyse der PM10-Immission in urbanen Gebieten am Beispiel der Stadt Berlin. Technische Universität Berlin, Berlin 2004, Die Deutsche Bibliothek, Leipzig 2004

Aufsätze

• Joachim Heinrich, Veit Grote, Annette Peters, H.-Erich Wichmann: Gesundheitliche Wirkungen von Feinstaub: Epidemiologie der Langzeiteffekte. Umweltmedizin in Forschung und Praxis 7(2), S. 91 – 99 (2002), ISSN 1430-8681
• Arbeitsgruppe ´Wirkungen von Feinstaub auf die menschliche Gesundheit´ der Kommission Reinhaltung der Luft im VDI und DIN: Bewertung des aktuellen wissenschaftlichen Kenntnisstandes zur gesundheitlichen Wirkung von Partikeln in der Luft. Umweltmedizin in Forschung und Praxis 8(5), S. 257 – 278 (2003), ISSN 1430-8681
• Deutsche Allergie- und Asthmabund e.V. (DAAB) Gesellschaft für Umwelt- und Innenraumanalytik (GUI), Mönchengladbach, Studie zur Feinstaubbelastung im Innenraum (2005)
• J. Junk, A. Helbig: Die PM10-Staubbelastung in Rheinland-Pfalz. Neue gesetzliche Regelungen für Feinstaub und erste Messergebnisse. Gefahrstoffe/Reinhaltung der Luft – 1/2 /2003, S. 43, ISSN 0949-8036
• T. Pregger, R. Friedrich: Untersuchung der Feinstaubemissionen und Minderungspotenziale am Beispiel Baden-Württemberg. Gefahrstoffe/Reinhaltung der Luft 64(1/2), S. 53 - 60 (2004), ISSN 0949-8036
• M. Struschka, V. Weiss, G. Baumbach: Feinstaub - Emissionsfaktoren und Emissionsaufkommen bei kleinen und mittleren Feuerungsanlagen. Immissionsschutz (Berlin) 9(1), S. 17 – 22 (2004), ISSN 1430-9262
• H.-Erich Wichmann: Feinstaub: Lufthygienisches Problem Nr. 1 – eine aktuelle Übersicht. Umweltmedizin in Forschung und Praxis 10(3), S. 157 - 162 (2005), ISSN 1430-8681
• Vera Zylka-Menhorn: Feinstäube - Winzlinge mit großer Wirkung. Deutsches Ärzteblatt 102(14), S. A954 - A958 (2005), ISSN 0012-1207
• G. Invernizzi et al., Particulate matter from tobacco versus diesel car exhaust: an educational perspective. Tobacco Control 13, S.219-221 (2004)
• Thomas Gabrio, Gerhard Volland, Irma Baumeister, Josef Bendak, Annemarie Flicker-Klein, Monika Gickeleiter, Georg Kersting, Valentina Maisner, Iris Zöllner: Messung von Feinstäuben in Innenräumen. Gefahrstoffe, Reinhaltung Luft 67(3), S. 96 – 102 (2007), ISSN 0949-8036
• Peter Bruckmann, Thomas Eikmann: Feinstäube und menschliche Gesundheit. Chemie in unserer Zeit 41(3), S. 248 – 253 (2007), ISSN 0009-2851
• Thomas P. Streppel: Air Quality Framework Directive and its Daughter Directives,[11]
• Thomas P. Streppel: Rechtsschutzmöglichkeiten des Einzelnen im Luftqualitätsrecht. Zeitschrift für Europäisches Umwelt- und Planungsrecht (EurUP) 2006, S. 191, ISSN 1612-4243
• Manfred Santen, Martin Wesselmann, Ursula Fittschen, Ruth Cremer, Peter Braun, Anja Lüdecke, Heinz-Jörn Moriske: Untersuchungen zur Belastung mit feinen und ultrafeinen Partikeln in bewohnten Innenräumen. Gefahrstoffe - Reinhaltung Luft 69(3), S. 63 – 70 (2009), ISSN 0949-8036

Siehe auch

• Asbest
• Aerosol
• Ökosteuer

Weblinks

• EURAD Tägliche Prognose der Luftschadstoffe in Deutschland und Europa (Rheinisches Institut für Umweltforschung)
• Aktuelle Messdaten des deutschen Umweltbundesamtes
• Umweltbundesamt Spezialseite Luft und Luftreinhaltung
• Schweizerisches Umweltbundesamt Spezialseite Luft
• Bericht Die Umwelt in Europa der Europäischen Umweltagentur, Oktober 2007
• pm10.ch Aktuelle Nachrichten zum Thema Partikelfilter und Feinstaub
• Air Pollution Guidelines der WHO 10/2006 (PDF)
• Schweiz: Details zur aktuellen Situation und der Entwicklung in der Schweiz
• Hessen: Luftmessnetz Hessen, aktuelle Werte
• Rheinland-Pfalz: Luftmessnetz ZIMEN
• Nordrhein-Westfalen: Aktuelle Luftmesswerte
• Westfalen: Luftbelastung durch Feinstaub (Artikel)
• Sachsen: Luftschadstoffe in Sachsen