Feinstaub-Belastung

Gegenüber den 1990er Jahren konnte die Feinstaubbelastung erheblich reduziert werden. Zukünftig ist zu erwarten, dass die Belastung eher langsam abnehmen wird. Gro?r?umig treten heute PM10-Jahresmittelwerte unter 20 Mikrogramm pro Kubikmeter (μg/m3) auf.

Inhaltsverzeichnis

 

Feinstaubkonzentrationen in Deutschland

Die L?ndermessnetze führen seit dem Jahr 2000 fl?chendeckende Messungen von Feinstaub der Partikelgr??e ⁠PM10⁠ (Partikel mit einem aerodynamischen Durchmesser von 10 Mikrometer oder kleiner) und seit 2008 auch der Partikelgr??e ⁠PM2,5⁠ durch. Besonders hoch ist die Messnetzdichte in Ballungsr?umen. Die hohe Zahl und Dichte an Emittenten – beispielsweise Hausfeuerungsanlagen, Gewerbebetriebe, industrielle Anlagen und der Stra?enverkehr – führen zu einer erh?hten Feinstaubkonzentration in Ballungsr?umen gegenüber dem Umland. Besonders hohe Feinstaubkonzentrationen werden unter anderem wegen der starken verkehrsbedingten Emissionen wie (Diesel-)Ru?, Reifenabrieb sowie aufgewirbeltem Staub an verkehrsnahen Messstationen registriert. W?hrend zu Beginn der 1990er Jahre im Jahresmittel gro?r?umig Werte um 50 Mikrogramm pro Kubikmeter (μg/m3) gemessen wurden, treten heute PM10-Jahresmittelwerte zwischen 15 und 20 μg/m3 auf. Die im l?ndlichen Raum gelegenen Stationen des ⁠UBA⁠-Messnetzes verzeichnen geringere Werte.

Die Feinstaub-Immissionsbelastung wird nicht nur durch direkte Emissionen von Feinstaub verursacht, sondern zu erheblichen Teilen auch durch die ⁠Emission⁠ von gasf?rmigen Schadstoffen wie Ammoniak, Schwefeldioxid und Stickstoffoxiden. Diese reagieren in der Luft miteinander und bilden sogenannten ?sekund?ren“ Feinstaub. Einhergehend mit einer starken Abnahme der Schwefeldioxid (SO2)-Emissionen und dem Rückgang der prim?ren PM10-Emissionen im Zeitraum von 1995 bis 2000 sanken im gleichen Zeitraum auch die PM10-Konzentrationen deutlich (siehe Abb. ?Trend der PM10-Jahresmittelwerte“). Der ⁠Trend⁠ der Konzentrationsabnahme setzt sich seitdem fort. Die zeitliche Entwicklung der PM10-Konzentrationen wird von witterungsbedingten Schwankungen zwischen den einzelnen Jahren – besonders deutlich in den Jahren 2003 und 2006 erkennbar – überlagert. Erh?hte Jahresmittelwerte wurden auch 2018 gemessen, die auf die besonders langanhaltende, zehnmonatige Trockenheit von Februar bis November zurückzuführen sind.

Das Diagramm zeigt die Entwicklung der mittleren PM10-Konzentrationen von 1995 bis 2019. Die Belastung nimmt in allen Bereichen, l?ndlich, st?dtisch und verkehrsnah mit zwischenj?hrlichen, witterungsbedingten Schwankungen stetig ab.
Trend der PM10-Jahresmittelwerte
Quelle: Umweltbundesamt Diagramm als PDF
 

überschreitungssituation

Lokal und ausschlie?lich an vom Verkehr beeinflussten Stationen in Ballungsr?umen traten in der Vergangenheit gelegentlich überschreitungen des für das Kalenderjahr festgelegten Grenzwerts von 40 μg/m3 auf. Seit 2012 wurden keine überschreitungen dieses Grenzwertes mehr festgestellt.

Seit 2005 darf auch eine ⁠PM10⁠-Konzentration von 50 Mikrogramm pro Kubikmeter (μg/m3) im Tagesmittel nur an h?chstens 35 Tagen im Kalenderjahr überschritten werden. überschreitungen des Tageswertes von 50 μg/m3 werden vor allem in Ballungsr?umen an verkehrsnahen Stationen festgestellt. Die zul?ssige Zahl von 35 überschreitungstagen im Kalenderjahr wurde hier in der Vergangenheit zum Teil deutlich überschritten (siehe Karten ?Feinstaub (PM10) - Tagesmittelwerte Zahl von überschreitungen von 50 mg/m3“ und Abb. ?Prozentualer Anteil der Messstationen mit mehr als 35 überschreitungen des 24-h-Grenzwertes“). Vor allem das Jahr 2006 fiel durch erhebliche überschreitungen der zul?ssigen überschreitungstage auf, was auf lang anhaltende und intensive ?Feinstaubepisoden“ zurückzuführen war. In den unmittelbar zurückliegenden Jahren traten nicht zuletzt durch umfangreiche Ma?nahmen der mit Luftreinhaltung befassten Beh?rden nur noch wenige überschreitungen des Grenzwerts auf. 2019 wurde der Grenzwert erstmals an allen Messstationen in Deutschland eingehalten.

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Witterungsabh?ngigkeit

Vor allem in trockenen Wintern, teils auch in hei?en Sommern, k?nnen wiederholt hohe ⁠PM10⁠-Konzentrationen in ganz Deutschland auftreten. Dann kann der Wert von 50 μg/m3 gro?fl?chig erheblich überschritten werden. Ein Beispiel für eine solche Belastungssituation zeigt die Karte ?Tagesmittelwerte der Partikelkonzentration PM10“. Zum Belastungsschwerpunkt am 23. Januar 2017 wurden an etwa 56 % der in Deutschland vorhandenen PM10-Messstellen Tagesmittelwerte von über 50 μg/m3 gemessen. Die h?chste festgestellte Konzentration betrug an diesem Tag 176 μg/m3 im Tagesmittel.

Wie stark die PM10-Belastung w?hrend solcher Witterungsverh?ltnisse ansteigt, h?ngt entscheidend davon ab, wie schnell ein Austausch mit der Umgebungsluft erfolgen kann. Winterliche Hochdruckwetterlagen mit geringen Windgeschwindigkeiten führen – wie früher auch beim Wintersmog – dazu, dass die Schadstoffe nicht abtransportiert werden k?nnen. Sie sammeln sich in den unteren Luftschichten (bis etwa 1.000 Meter) wie unter einer Glocke. Der Wechsel zu einer Wettersituation mit st?rkerem Wind führt zu einer raschen Abnahme der PM10-Belastung. Auch wenn die letzten Jahre eher gering belastet waren, k?nnen auch zukünftig meteorologische Bedingungen auftreten, die zu einer deutlich erh?hten Feinstaubbelastung führen k?nnen.

Bürgerinnen und Bürger k?nnen laufend aktualisierte Feinstaubmessdaten und Informationen zu überschreitungen der Feinstaubgrenzwerte in Deutschland im Internet und mobil über die UBA-App "Luftqualit?t" erhalten.

Die Abbildung stellt anhand von 12 Deutschlandkarten die Tagesmittelwerte der Partikelkonzentration von PM10 im Verlauf der Episode vom 18. Januar bis zum 26. Januar 2017 dar. Die H?he der Konzentration ist in verschiedenen Farben dargestellt.
Karte: Tagesmittelwerte der Partikelkonzentration PM10
Quelle: Umweltbundesamt Karte als PDF
 

Bestandteile des Feinstaubs

Die Feinstaubbestandteile ⁠PM10⁠ und ⁠PM2,5⁠ sind Mitte der 1990er Jahre wegen neuer Erkenntnisse über ihre Wirkungen auf die menschliche Gesundheit in den Vordergrund der Luftreinhaltepolitik getreten. Mit der EU-Richtlinie 2008/50/EG (in deutsches Recht umgesetzt mit der 39. Bundes-Immissionsschutz-Verordnung (39. ⁠BImSchV⁠)), welche die bereits seit 2005 geltenden Grenzwerte für PM10 best?tigt und neue Luftqualit?tsstandards für PM2,5 festlegt (siehe Tab. ?Grenzwerte für den Schadstoff Feinstaub“), wurde dem Rechnung getragen. Als PM10 beziehungsweise PM2,5 (PM = particulate matter) wird dabei die Massenkonzentration aller Schwebstaubpartikel mit aerodynamischen Durchmessern unter 10 Mikrometer (μm) beziehungsweise 2,5 μm bezeichnet.

 In der Tabelle sind die Grenzwerte für Feinstaub aufgeführt. Beim 24-Stunden-Grenzwert dürfen 50 μg/m3 PM10 nicht ?fter als 35-mal im Jahr überschritten werden. Im Kalenderjahr gilt ein Wert von 40 μg/m3 PM10.
Tab: Grenzwerte für den Schadstoff Feinstaub
Quelle: Umweltbundesamt Tabelle als PDF
 

Herkunft

Feinstaub kann natürlichen Ursprungs sein oder durch menschliches Handeln erzeugt werden. Stammen die Staubpartikel direkt aus der Quelle - zum Beispiel durch einen Verbrennungsprozess - nennt man sie prim?re Feinst?ube. Als sekund?re Feinst?ube bezeichnet man hingegen Partikel, die durch komplexe chemische Reaktionen in der ⁠Atmosph?re⁠ erst aus gasf?rmigen Substanzen, wie Schwefel- und Stickstoffoxiden, Ammoniak oder Kohlenwasserstoffen, entstehen. Wichtige vom Menschen verursachte Feinstaubquellen sind Kraftfahrzeuge, Kraft- und Fernheizwerke, Abfallverbrennungsanlagen, ?fen und Heizungen in Wohnh?usern, der Schüttgutumschlag, die Tierhaltung sowie bestimmte Industrieprozesse. In Ballungsgebieten ist vor allem der Stra?enverkehr eine bedeutende Feinstaubquelle. Dabei gelangt Feinstaub nicht nur aus Motoren in die Luft, sondern auch durch Bremsen- und Reifenabrieb sowie durch die Aufwirbelung des Staubes auf der Stra?enoberfl?che. Eine weitere wichtige Quelle ist die Landwirtschaft: Vor allem die Emissionen gasf?rmiger Vorl?uferstoffe aus der Tierhaltung tragen zur Sekund?rstaubbelastung bei. Als natürliche Quellen für Feinstaub sind Emissionen aus Vulkanen und Meeren, die Bodenerosion, Wald- und Buschfeuer sowie bestimmte biogene ⁠Aerosole⁠, zum Beispiel Viren, Sporen von Bakterien und Pilzen zu nennen.

W?hrend im letzten Jahrzehnt des 20. Jahrhunderts die Gesamt- und Feinstaubemissionen in Deutschland drastisch reduziert werden konnten, verlangsamte sich seither die Abnahme (siehe ?Emission von Feinstaub der Partikelgr??e PM10“ und ?Emission von Feinstaub der Partikelgr??e PM2,5“). Für die n?chsten Jahre ist zu erwarten, dass die Staubkonzentrationen in der Luft weiterhin nur noch langsam abnehmen werden. Zur Senkung der PM-Belastung sind deshalb weitere Ma?nahmen erforderlich.

 

Gesundheitliche Wirkungen

Feinstaub der Partikelgr??e ⁠PM10⁠ kann beim Menschen durch die Nasenh?hle in tiefere Bereiche der Bronchien eindringen. Die kleineren Partikel ⁠PM2,5⁠ k?nnen bis in die Bronchiolen und Lungenbl?schen vordringen und die ultrafeinen Partikel mit einem Durchmesser von weniger als 0,1 μm sogar bis in das Lungengewebe und den Blutkreislauf. Je nach Gr??e und Eindringtiefe der Teilchen sind die gesundheitlichen Wirkungen von Feinstaub verschieden. Sie reichen von Schleimhautreizungen und lokalen Entzündungen im Rachen, der Luftr?hre und den Bronchien oder Sch?digungen des Epithels der Lungenalveolen bis zu verst?rkter Plaquebildung in den Blutgef??en, einer erh?hten Thromboseneigung oder Ver?nderungen der Regulierungsfunktion des vegetativen Nervensystems (zum Beispiel mit Auswirkungen auf die Herzfrequenzvariabilit?t). Eine langfristige Feinstaubbelastung kann zu Herz-Kreislauferkrankungen und Lungenkrebs führen, eine bestehende COPD (Chronisch Obstruktive Lungenerkrankung) verschlimmern, sowie das Sterblichkeitsrisiko erh?hen.

 

Messdaten

Mitte der 1990er Jahre wurde zun?chst in einzelnen L?ndermessnetzen mit der Messung von ⁠PM10⁠ begonnen. Seit dem Jahr 2000 wird PM10 deutschlandweit gemessen. Für die Jahre, in denen noch nicht ausreichend Messergebnisse für die Darstellung der bundesweiten PM10-Belastung vorlagen, wurden PM10-Konzentrationen n?herungsweise aus den Daten der Gesamtschwebstaubkonzentration (TSP) berechnet. Seit dem Jahr 2001 basieren alle Auswertungen ausschlie?lich auf gemessenen PM10-Daten. ⁠PM2,5⁠ wird seit dem Jahr 2008 deutschlandweit an rund 200 Messstationen überwacht.

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 Feinstaub  Staub  Luftbelastung  Luftqualit?t  Luftschadstoffe  PM10  PM2,5