Luftschadstoffe und ihre Auswirkungen

Die derzeit relevanten Luftschadstoffe in Thüringen, deren Grenzwert-Überschreitung die Aufstellung von Luftreinhalteplänen in einigen Städten notwendig macht, sind Feinstaub und Stickstoffdioxid.
 

Feinstaub

Particulate Matter (eng.) - PM sind kleine sowie kleinste Schwebstaubpartikel, die nach ihrer physikalischen Größe – genauer nach ihrem aerodynamischen Durchmesser – eingeteilt werden in PM10, PM2,5 und ultrafeine Partikel mit einem Durchmesser bis zu 0,1 µm.
Partikel sind Teilchen unterschiedlicher Größe und chemischer Zusammensetzung, die entweder unmittelbar in die Luft emittiert werden (primäre Partikel) oder aus Vorläufersubstanzen in einer chemischen Reaktion in der Luft entstehen (sekundäre Partikel). Vorläufersubstanzen sind z. B. Schwefeldioxid, Stickstoffoxide, Ammoniak oder flüchtige organische Verbindungen.
Unter PM10 wird der inhalierbare Schwebstaub verstanden, der Partikel < 10 µm umfasst. Partikel <2,5 µm bezeichnet den lungengängigen Schwebstaub (PM2,5). Der ultrafeine Staub umfasst Partikel <0,1 µm (siehe Abbildung).

Der Feinstaubanteil im Größenbereich zwischen 0,1 und 10 µm ist gesundheitlich von besonderer Bedeutung, weil Partikel dieser Größe mit vergleichsweise hoher Wahr­scheinlichkeit vom Menschen eingeatmet und in die tieferen Atemwegsorgane transportiert werden.

Feinstaub wird vor allem durch menschliches Handeln erzeugt: Primärer Feinstaub entsteht durch Emissionen aus Kraftfahrzeugen, Kraft- und Fernheizwerken, Öfen und Heizungen in Wohnhäusern, bei der Metall- und Stahlerzeugung oder auch beim Umschlagen von Schüttgütern. Er kann aber auch natürlichen Ursprungs sein (beispielsweise als Folge von Bodenerosion). In Ballungsgebieten ist der Straßenverkehr die dominierende Staubquelle. Dabei gelangt Feinstaub nicht nur aus Motoren – vorrangig aus Dieselmotoren – in die Luft, sondern auch durch Bremsen- und Reifenabrieb sowie durch die Aufwirbelung des Staubes von der Straßenoberfläche.

Gesundheitsrisiken sind:

  • Husten
  • chronischer Husten
  • Bronchitis
  • Herz-Lungen-Probleme
  • Beeinträchtigung der Lungenfunktionsmesswerte, vor allem bei Kindern
  • Übertritt ultrafeiner Partikel in den Blutkreislauf (Krebsrisiko)
Umwelt

Die gesundheitlichen Wirkungen von Feinstaub reichen von Entzündungen der Atemwege bis zu verstärkter Plaquebildung in den Blutgefäßen. Die Vielfalt der Wirkungen ergibt sich unter anderem daraus, dass die Partikel je nach ihrer Größe unterschiedlich weit in den menschlichen Organismus eindringen. PM10 kann beim Menschen in die Nasenhöhle und die Luftröhre eindringen, PM2,5 bis in die kleinen Bronchien und Bronchiolen. Ultrafeine Partikel erreichen sogar die Lungenbläschen und können in den Blutkreislauf gelangen.

Stickstoffoxide

Stickstoffoxide sind eine Sammelbezeichnung für verschiedene gasförmige Verbindungen, die aus den Atomen Stickstoff (N) und Sauerstoff (O) aufgebaut sind. Vereinfacht werden nur die beiden wichtigsten Verbindungen Stickstoffmonoxid (NO) und Stickstoffdioxid (NO2) dazu gezählt.

Stickstoffoxide (NOx) gehören zu den so genannten reaktiven Stickstoffverbindungen. Sie entstehen als Produkte unerwünschter Nebenreaktionen bei Verbrennungsprozessen. Die Hauptquellen von Stickstoffoxiden sind Verbrennungsmotoren und Feuerungsanlagen für Kohle, Öl, Gas, Holz und Abfälle. In Ballungsgebieten ist der Straßenverkehr die bedeutendste NOx-Quelle.

Stickstoffoxide können zu einer Vielzahl von negativen Umweltwirkungen führen. Zusammen mit flüchtigen Kohlenwasserstoffen sind Stickstoffoxide für die sommerliche Ozonbildung verantwortlich.

In der Umwelt vorkommende Stickstoffdioxid-Konzentrationen sind vor allem für Asthmatiker und Allergiker ein Problem, da die Bronchien zusätzlich gereizt werden.
Durch die übermäßige Freisetzung reaktiver Stickstoffverbindungen können natürliche Stoffkreisläufe und Ökosystembeziehungen empfindlich gestört werden. Erhebliche nachteilige Wirkungen für Mensch und Umwelt sind die Folge, beispielsweise die weiträumige Nährstoffübersättigung (Eutrophierung) und Versauerung von Ökosystemen mit ihren nachhaltigen Folgewirkungen, die Gefährdung des Trinkwassers durch die Auswaschungen von Nitrat sowie die Schädigung der Atemwege durch Stickstoffdioxid.

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