Rainer Frentzel-Beyme
Prof. Dr. med. Rainer Frentzel-Beyme
Umweltforschungs- und Technologiezentrum (UFT)
Universität Bremen
Leobener Str. 1
28359 Bremen
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Schon seit längerem ist bekannt, dass die Zunahme der ultrafeinen Partikel in der Außenluft mehrere Gründe hat. Unstrittig ist, dass neben modernen Heizungsanlagen, die keine große Rußflocken mehr produzieren und den Filteranlagen der mit fossilen Brennstoffen befeuerten Kraftwerke, die den gröberen Staub zurückhalten auch bei den modernen Dieselmotoren dank moderner Einspritztechnik sehr viel kleinere Partikel als früher entstehen.
Die Reduktion der groben Teilchen hat zur Folge, dass die kleinen Partikel nicht mehr angelagert werden können und somit sehr viel länger in der Atmosphäre verbleiben. Aufgrund des rasanten Wachstums der Diesel-PKW kommt diesen eine herausragende Rolle zu.
Grundlagen
Schon auf der Umweltmedizinischen Tagung im Mai 2003 in Würzburg wurde von Gross berichtet, dass "als Ursache für die Zunahme der ultrafeinen Partikel mehrere Gründe“ zu nennen sind:
* “Moderne Heizungsanlagen arbeiten mit einer optimierten, vollständigeren Verbrennung, so dass keine großen Rußflocken mehr entstehen können,
* die Dieselmotoren der neuen Generation bauen - bei direkter Einspritzung des Kraftstoffs -deutlich höhere Drücke als früher auf, so dass auch hier kleinere Russpartikel entstehen.
* Weiterhin sind moderne Kraftwerke nicht nur mit Entschwefelungseinrichtungen, sondern auch mit Partikelfiltern ausgestattet, die grobe und mittelfeine Stäube und Partikel zurückhalten.“
Die Reduktion der groben Teilchen hat jedoch auch eine negative Folge: Während früher ultrafeine Partikel an viele größere Teilchen absorbierten und durch raschere Sedimentierung schneller aus der Atmosphäre - d.h. unserer Atemluft - verschwanden, finden ultrafeine Teilchen heute keine größeren Teilchen mehr, an die sie sich anlagern können. Die Folge ist, dass sie "….sehr lange in der Schwebe bleiben und mehrere Tausend Kilometer zurücklegen können“. Sie haben "länger Zeit, mit Gasen zu reagieren, können länger toxische und kanzerogene Substanzen adsorbieren (wie N-Nitrosamine und polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe) und sie können länger eingeatmet werden“ (GROSS 2003).
Fehlentwicklung Diesel
Dem bleibt nichts hinzuzufügen, lediglich muss an die vom niedersächsischen Umweltminister Sander in der live-Sendung „Paroli“ (NDR am 5.4.2005) zugestandene Fehlentwicklung der besseren Verbrennung des Diesel durch die Automobilindustrie als wirklich grandiose Fehlleistung ohne Folgenabschätzung gekennzeichnet werden, der eigentlich schleunigst eine Filterentwicklung für die künstlich erzeugten Feinstpartikel hätte folgen müssen, und zwar ohne Subvention, da selbstverschuldet eingetroffen.
Gross erinnert in einer neuen Publikation auch daran, dass “bei der Güte der Innenraumluft nicht die rasch sedimentierenden gröberen Partikel der eingeführten Außenluft eine Hauptrolle spielen, sondern die lange schwebenden ultrafeinen Partikel.“ Diese schlagen sich kaum als Haustaub nieder, sondern bleiben weit längere Zeit in der Schwebe (GROSS 2005). Mehr noch, wie ein Beitrag in “Markt im Dritten“ am 4.4.2005 anhand einer Simulationsstudie gezeigt hatte: Staubsaugen führte zu einer Kumulierung des Staubs, der durch das Gebläse sofort hinten auf das 10-fache konzentriert wieder herausbefördert und gleichmäßig verteilt wurde - wohlgemerkt als mitleidlos lungengängiger Schwebstaub (was wiederum zur Werbung für Geräte mit Feinststaubfiltern Anlass gab). Diese Sendung ergab auch Hinweise auf die Rolle des Verkehrs, wie das Eindringen von Feinstaub durch die geschlossenen Fenster in eine Testwohnung bei hohem Verkehrsaufkommen vor den Fenstern, was direkt zu erhöhten Werten führte. Wie Daten von der schon erwähnten Würzburger Konferenz 2003 zeigten, weisen Stadt-Land-Vergleiche als Verursacher eindeutig auf die Verkehrseinflüsse und Dieselmotoren hin, auch wenn Bremsabrieb und Reifenabrieb beim Bremsen einen bestimmten Prozentsatz zu diesen Partikeln beisteuern (siehe Tabellen 1 und 2).
| Stationskategorie | ländlich | Städtischer Hintergrund | verkehrsnah | Nähe Schwerindustrie (mit diffusen Quellen) |
| Jahresmittel | 10 - 18 | 20 - 30 | 30 - 45 | 30 - 40 |
| Anzahl Tages-mittel >50µg/m_ | 0 - 5 | 5 - 20 | 15 - 100 | 50 - 90 |
| Spitzenwerte, Tagesmittel | 50 - 70 | 60 - 100 | 70 - 150 | 100 - 200 |
Tab. 1: Typische Konzentrationsbereiche von PM10 (µg/m_) im Jahr 2001 an deutschen Messstationen (nach FRENTZEL-BEYME 2005).
| Stationskategorie | Ländlich | städtischer Hintergrund | verkehrsnah | industriell beeinflusst |
| Jahresmittel | 10 - 15 | 15 - 20 | 25 - 30 | 15 - 25 |
| Spitzenwerte, Tagesmittel | 40 - 70 | 5 - 20 | 70 - 150 | 50 - 80 |
| Verhältnis PM2.5/PM10 (Jahresmittel) |
0,9 | 0,9 | 0,75 - 0,9 | 0,7 - 0,9 |
Tab. 2: Typische Konzentrationsbereiche von PM2.5 (µg/m_) im Jahr 2001 an deutschen Messstationen (nach FRENTZEL-BEYME 2005).
Diese neuen Erkenntnisse zur Kinetik von Partikeln machen die unvernünftige Propaganda Behauptung, es handele sich hier um eine Hysterie besonders unglaubwürdig.
Inzwischen sind viele Jahre ohne einschlägige Forschung in Deutschland verstrichen, lediglich einige Messungen in Ost und West geben Hinweise auf die Zunahme der Diesel-bedingten Feinstaubanstiege nach Einführung der wegen Spareffekten beliebten Pkw in die neuen Bundesländer. Prompt stiegen in Erfurt die Partikel mit Durchmessern unter 0,1 µm von 1991 graduell bis auf 60 % der Gesamtstaubmenge im Jahr 1999 an (WICHMANN et al. 2000). Wer will oder kann beweisen, dass dieser Effekt (harte Daten aus Messwarten) nur aus Laserdruckern oder sonstigen viel unwahrscheinlicheren Quellen (Lufttransport aus Polen?) stammen soll?
Die geschätzten Ziffern aufgrund von Untersuchungen von Künzli et al. (2000, 2001, 2004) und Lambrecht et al. (1999) sagen aus, dass etwa 6 % der Gesamtsterblichkeit (40.000 Todesfälle) durch Luftverschmutzung bedingt sind, davon die Hälfte auf Verkehrsemissionen zurückgeführt werden können, ebenso wie 25.000 Neuerkrankungen an chronischer Bronchitis bei Erwachsenen, mehr als 29.000 Bronchitisepisoden bei Kindern und rund 500.000 Asthmaattacken bei Kindern und Erwachsenen, was zu mehr als 16 Millionen Personentagen mit eingeschränkter Aktivität (also zwar keinen Todesfälle, aber krank und arbeitsunfähig sowie ohne Lebensqualität) pro Jahr führt.
Inhalierbarer Schwebstaub der Größe bis 10µm (PM10) macht ein Drittel der Emissionen aus und hält sich 1-3 Tage im Körper bei gesunder Regulierung der Selbstreinigung unserer Lungen, der lungengängige Feinstaub mit Partikelgrößen unter 2,5 µm (PM2.5) dagegen macht bis zu 60 % aus und hält sich 30-3.000 Tage (über 7 Jahre) im Organismus, wo er zu Entzündungsreaktion durch körperliche Abwehr, aber auch zu direkten chemischentoxischen Wirkungen durch absorbierte Substanzen beitragen kann, aufgrund der Tatsache, dass die Partikel persistieren und durch Überwindung der alveolären Membranen der Lunge wie der Sauerstoff in den Kreislauf gelangen.
Bei bereits vorgeschädigten Kranken, kann das zur Todesfolge führen (geschätzte 8.000 bis 17.000 pro Jahr), was die hohen Schätzwerte erklären hilft, die inzwischen aufgrund eines WHO Gesundheitsberichts kursieren (WHO 2002). Wie viele vorgeschädigte Kinder werden aber demnächst schon frühzeitig chronisch erkrankte Dauerpatienten mit um ein oder mehr Jahren verkürzter Lebenserwartung sein (bisher wird schon ein verlorenes Lebensjahr mit Anstieg der Partikelmengen um 25 mg/m_ angenommen).
Die Zeit der Schuldzuweisungen oder Leugnung der Dringlichkeit mit dem zynischen Wort „Hysterie“ sollte längst vorbei sein, was in der EU und teilweise auch in Bayern bereits verstanden wurde, wo Aktionen erfolgen sollen, nur in hinterwäldlerischen Regierungskreisen wegen kurzsichtiger Befürchtungen um Arbeitsplätze noch nicht. Krankheitskosten werden immer noch nicht als gefährliche Bürde in der Zukunft begriffen, was auch für den Bereich der Folgenabschätzung für Mobilfunk zutrifft, insbesondere für heranwachsende Generationen.
Kein Diesel ohne Filter
Ende 2002 startete der Aufruf der Deutschen Umwelthilfe „Kein Diesel ohne Filter“(siehe umg 1/2003, S. 5) mit Unterstützung u.a. vom Ökologischen Ärztebund. Auf Quellen des Feinstaubs in der modernen Bürosphäre machte Stelting ebenfalls auf dem bereits erwähnten Würzburger Kongress aufmerksam (STELTING 2003). Deutlich ist, dass die Herkunft von Feinstaub zwar mehrfacher Art sein kann, weshalb aber wegen der weiter oben ausgeführten Daten als Hauptquellen für die enorme Zunahme in den Jahren nach Einführung von Dieselmotoren für Pkw diese Entstehungsorte für Emissionen auch bevorzugt vermieden werden müssen.
Die eindrucksvollsten Hinweise auf die Rolle des Straßenverkehrs ergeben sich aus Analysen der Messstationen und jährlichen Trends in städtischen versus ländlichen Gebieten (siehe Tabelle 1 und 2) und den Spitzenwerten, so dass die Einhaltung der Grenzwerte für die Hauptzeit des Jahres als Maßnahme der Prävention eine Mindestforderung sein muss. Die nach Lambrecht et al. (1999) angesetzte mittlere Immissionskonzentration durch Kfz-Abgase hat folgende gerundeten Modellparameter ergeben:
- Derzeitige mittlere PM10-Konzentration in Deutschland: 25 µg/m_ PM10
- Derzeitige mittlere PM2.5 -Konzentration in Deutschland: 15 µg/m_ PM2.5
- Derzeitige mittlere PM2.5-Konzentration durch Diesel-Abgase i. D.: 3 µg/m_ PM2.5
Aus diesen Betrachtungen ergibt sich theoretisch ein Minderungspotential durch Partikelfilter in Dieselfahrzeugen von 3 µg/m_ PM2.5. Lambrecht et al. (1999, Tab. 11, S. 34) haben Szenarien untersucht, nach denen „das reale Einsparspotential bei der Partikelkonzentration (Ruß) durch Partikelfilter bei 92-95 % des maximalen Potentials liegt. Daher wird vereinfachend mit einem Minderungspotential von 3 µg/m_ PM2.5 gerechnet“ (FRENTZEL-BEYME 2005).
Bei Abnahme der Ölreserven in den zukünftigen Produktionsdekaden für Automobile sollte das gesundheitsschädliche Konzept ohnehin nicht mehr prioritär verfolgt werden.
Nachweise
FRENTZEL-BEYME, R. (2005): Die gesundheitliche Belastung durch Dieselabgase in der EU, Internistische Praxis (im Druck)
GROSS, J. (2003): Luftverschmutzung durch Partikel. Ein Handlungsfeld für Public Health, umg 16(4): 214-244.
GROSS, J. (2005): Luftverunreinigung durch Partikel. Ursachen und Prävention. Arzneim.-, Therapie-Kritik 37: 77-84
KÜNZLI, N. et al. (2000): Public health impact of outdoor and traffic related air pollution. Lancet 356: 795-801
KÜNZLI, N. et al. (2001): Assessment of deaths attributable to air pollution: should we use risk estimates based on time series or on cohort studies? Amer J Epidemiol 153: 1050-1055.
KÜNZLI, N. et al. (2004): Association of subclinical atherosclerosis (carotid intima media thickness) with residential ambient PM2,5 in healthy adults. Epidemiology 15: 23
LAMBRECHT, U. et al. (1999): Immissionsnaher Risikovergleich von Diesel- und Ottoabgasen. Bericht im Auftrag des UBA, Berlin, 1999
STELTING, H. J. (2003): Krank durch Toner ? Informationen zur gesundheitsschädigenden Wirkung bestimmter Toner. Umwelt-Medizin-Gesellschaft, 16(4): 268-273.
WHO (2002): World Health Report 2002 (www.who.int/whr/en)
WICHMANN HE, SPIX C, TUCH T, WÖLKE G, PETERS A, HEINRICH J, KREYLING WG, HEYDER J (2000): Daily Mortality and Fine and Ultrafine Particles in Erfurt, Germany, Part I: Role of Particle Number and Particle Mass in HEI-Report. Cambridge, 98, 1-96.
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