Wirkung von Luftschadstoffen

Wirkung von Feinstaub und Stickstoffoxiden auf Mensch und Umwelt
Feinstaub Als Feinstaub oder englisch „Particulate Matter“ (PM) wird ein Teil der in der Luft suspendierten Schwebstoffe (Schwebstaub) bezeichnet. Schwebstoffe bestehen aus festen oder flüssigen Partikeln, die nicht sofort zu Boden sinken, sondern eine gewisse Zeit in der Atmosphäre verweilen – schweben. Je nach Korngröße der Partikel werden diese in einzelne Fraktionen unterteilt. Unter PM10 sind alle Partikel zu verstehen, deren aerodynamischer Durchmesser kleiner als 10 Mikrometer (das sind 10 Millionstel Meter) ist. Eine Teilmenge der PM10-Fraktion sind die feineren Partikel, deren aerodynamischer Durchmesser weniger als 2,5 Mikrometer beträgt. Diese werden als "Feinfraktion" oder PM2,5 und im Gegensatz dazu Partikel im Größenbereich 2,5 bis 10 µm als "Grobfraktion" bezeichnet. Partikel die kleiner als 0,1 Mikrometer (100 nm) sind, werden als ultrafeine Partikel (PM0,1 oder häufig UP für „Ultrafine Particles“) bezeichnet.

Die nachfolgende Abbildung verdeutlicht das Größenverhältnis der einzelnen Partikelfraktionen untereinander an Hand visuell vorstellbarer Gegenstände.



Zum Vergleich, ein menschliches Haar besitzt einen Durchmesser von etwa 70 µm und wäre damit im Verhältnis doppelt so groß wie der abgebildete Gymnastikball.




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Überwachung der Luftqualität Ursachen der Luftschadstoffbelastung mit Feinstaub und Stickstoffoxiden Luftreinhalteplan Umweltzone

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Luftreinhaltung


In Abhängigkeit von ihrer Größe, Struktur oder chemischen Reaktivität können Feinstaubpartikel sehr lange Verweilzeiten in der Atmosphäre aufweisen und erlangen auf Grund ihrer atmosphärischen Transportdistanzen neben lokaler auch internationale Bedeutung. Die gesundheitliche Relevanz von Feinstaub (PM10) hängt von verschiedenen Faktoren ab. Neben der Konzentration der Partikel in der Luft spielen die Partikelgröße und damit ihre Eindringtiefe in den Organismus, die chemische Zusammensetzung und die Beladung der Oberfläche der Partikel mit chemischen Substanzen eine entscheidende Rolle. Partikel mit einem Durchmesser kleiner als 10 Mikrometer (PM10) werden mit der Einatemluft bis in die Bronchien und Bronchiolen transportiert. Kleinere Partikel (PM2,5) können bis in die Lungenbläschen vordringen. Ultrafeine Partikel (PM0,1) können in die Blutbahn übertreten und ihre schädigende Wirkung im Blut oder in anderen Organen (Leber, Herz, Gehirn) entfalten. Je kleiner die Partikel sind, um so mehr nimmt an verkehrsreichen Straßen der Anteil von Ruß aus Verbrennungsprozessen, besonders aus Dieselmotoren, zu. Zu den gesundheitlichen Wirkungen von Feinstaub wurden bereits zahlreiche Untersuchungen durchgeführt. Zu den dokumentierten Kurzzeiteffekten zählen bspw. erhöhte Krankenhausaufnahmen und Arztbesuche wegen Atemwegs- und Herz-Kreislauferkrankungen unmittelbar nach kurzzeitig erhöhter Feinstaubbelastung, ein erhöhtes Herzinfarktrisiko und damit verbunden ein Anstieg der Sterblichkeit an Herz-Kreislauferkrankungen. Ältere Personen und Kinder, oder Personen die bereits an Atemwegserkrankungen/ -beeinträchtigungen leiden, stellen eine besondere Risikogruppe dar. Die Ergebnisse der Untersuchungen zur Langzeitexposition gegenüber Feinstaub zeigen einen Anstieg der Sterblichkeit in Folge von Herz-Kreislauferkrankungen und Lungenkrebs. Die Erfassung der Langzeitwirkungen erfolgt mittels sogenannter Kohortenstudien. Hierbei wird eine große Bevölkerungsgruppe über mehrere Jahre wiederkehrend untersucht. Eine dieser Studien ist die vom Landesumweltamt Nordrhein-Westfalen herausgegebene Feinstaub-Kohortenstudie „Frauen in NRW“. Im Ergebnis dieser Untersuchung zeigte sich, dass bei Personen, die im 50-Meter-Radius einer Hauptverkehrsstraße wohnen, ein deutlich höheres Risiko besteht, an einer Atemwegs- bzw. Herz-Kreislauf-Erkrankung zu versterben als bei Personen in gering verkehrsbelasteten städtischen Wohngebieten. Nach Mitteilung der Weltgesundheitsorganisation (WHO) geht eine dauerhaft (lebenslang) um zehn Mikrogramm PM10 je Kubikmeter Luft höhere Feinstaubbelastung mit einer durchschnittlichen Verkürzung der Lebenserwartung der gesamten Bevölkerung um knapp sechs Monate, pro zehn Mikrogramm PM2,5 je Kubikmeter Luft um etwa acht Monate, einher. Die WHO empfiehlt in ihren Luftgüte-Leitlinien (2005) strengere Grenzwerte für PM10 als die EU vorgibt: WHO-Jahresgrenzwert: 20 µg/m³, WHO-Tagesgrenzwert: 50 µg/m³.

Stickstoffoxide Stickstoffoxide (NOx) ist eine Sammelbezeichnung für gasförmige Oxide des Stickstoffs. Nach der Begriffsbestimmung in der 39. Verordnung zum Bundes-Immissionsschutzgesetz sind Stickstoffoxide die Summe der Volumenmischungsverhältnisse von Stickstoffmonoxid (NO) und Stickstoffdioxid (NO2). NO stellt in den Konzentrationen, die normalerweise in der Atmosphäre auftreten, keine gesundheitliche Gefährdung dar. NO2 ist ein Gas von stechend stickigem Geruch, das aufgrund seiner Wasserlöslichkeit und sauren Reaktion mit Wasser die Schleimhäute der Atemwege angreifen kann. NO2 kann langfristig zu einer Beeinträchtigung der Lungenfunktion, bei Kindern zu einer Beeinträchtigung des Lungenwachstums, und zu infektbedingten Atemwegssymptomen wie Husten oder Bronchitis führen. Es gibt eine Vielzahl von Pflanzen, die gegenüber NO2 empfindlich reagieren – empfindlicher als der Mensch. Bereits geringe NO2-Konzentrationen können biochemische Vorgänge beeinflussen und zu einer Minderung des Blattwachstums und zu Ertragsverlusten führen. NO2 trägt zu Versauerung (Reaktion von NO2 zu Salpetersäure) und übermäßigen Nährstoffanreicherung in Böden und Gewässern bei (Stichwort „saurer Regen“). Die Übersäuerung stört die natürliche Beschaffenheit des Bodens und vermindert letztendlich die Widerstandskraft der in ihm wurzelnden Pflanzen. Saurer Regen wirkt jedoch nicht nur auf Böden, Pflanzen und Gewässer. Er ist auch an der Verwitterung von Baumaterialien und daraus resultierenden Zerstörung von Bausubstanz beteiligt. Die Wiederherstellung beschädigter Gebäude, insbesondere denkmalgeschützter Bauwerke, ist häufig eine kostenintensive Angelegenheit. Salpetersäuretröpfchen reagieren in der Luft u. a. mit Ammoniak zu Ammoniumnitrat, eine der Hauptverbindungen sekundärer anorganischer Aerosole (Feinstaub!). Eine Verringerung des Stickstoffoxidausstoßes wirkt sich damit auch auf eine Verringerung der Feinstaubpartikel aus. Die WHO empfiehlt in ihren Luftgüte-Leitlinien (2005) folgende Grenzwerte für NO2: WHO-Jahresgrenzwert: 40 µg/m³, WHO-1-Stundengrenzwert: 200 µg/m³.