Stickstoffdioxid: Gesundheitliche Bedeutung von Grenzwerten

H?ufig gestellte Fragen (FAQ) zum Thema Stickstoffdioxid. Gemeinsam erarbeitet vom Umweltbundesamt und der Kommission Umweltmedizin und Environmental Public Health.

Inhaltsverzeichnis

 

Fragen und Antworten

Derzeit werden die EU-weit gesetzlich festgelegten Grenzwerte für Stickstoffdioxid (NO2) in der Au?enluft intensiv und kontrovers in den Medien diskutiert. So vertreten einige Personen in den Medien die Meinung, dass insbesondere die Stickstoffdioxid-Grenzwerte für die Au?enluft überzogen niedrig oder sogar unn?tig seien. Auch die Ergebnisse einer vom Umweltbundesamt (⁠UBA⁠) in Auftrag gegebenen Studie zur Krankheitslast der in Deutschland lebenden Bev?lkerung infolge dieses Luftschadstoffs werden als fehlerhaft kritisiert.

Zu diesen Aussagen beziehen das UBA und die Kommission Umweltmedizin und Environmental Public Health – eine unabh?ngige Expertenkommission, die am Robert Koch-Institut angesiedelt ist – im Folgenden Stellung und ordnen die Bedeutung der Grenzwerte für den Schutz der Gesundheit von Bev?lkerungen ein. Für die folgenden FAQ wird der aktuelle Stand der Forschung zu Stickstoffoxiden und deren gesundheitliche Bedeutung zusammengefasst. Es wird vor allem auch die Rolle von Grenzwerten allgemein erl?utert. Weil in der gegenw?rtigen Diskussion auch die gesundheitliche Bedeutung von Feinstaub und der Lufthygiene allgemein in Frage gestellt wird, nehmen wir in einigen Antworten auch dazu Stellung.

Die Qualit?t der Luft hat sich in Europa (und anderen westlichen Industriel?ndern) in den letzten Jahrzehnten deutlich verbessert. Grundlage dafür war ein Zusammenspiel von Wissenschaft und politischen Ma?nahmen:

  • Aufbau eines Mess- und überwachungsnetzes für Luftschadstoffe
  • Erforschung der gesundheitlichen Wirkungen
  • Ableitung von Empfehlungen (Richtwerte) als Grundlage für Grenzwerte
  • Gesetzlich verbindliche Festlegung von Grenzwerten und Ma?nahmen bei überschreitung?
  • Ma?nahmen zur Reduktion von Schadstoffen (technisch wie strukturell).

Die wichtigen Emittenten von Luftschadstoffen sind in Deutschland Industrie, Energieerzeugung, Landwirtschaft und Verkehr. Zu Problemen kann es vor allem lokal in st?dtischen Bereichen durch ein Zusammenwirken von Stra?enverkehr, Heizung und Industrie kommen.
Mit dem wachsenden Wissen über die gesundheitlichen Wirkungen von Luftschadstoffen wurden die Grenzwerte in den letzten Jahrzehnten stufenweise abgesenkt. Die Festlegung von Grenzwerten führt dabei h?ufig auch zu Auseinandersetzungen. Die aktuelle Diskussion um Fahrverbote und Grenzwerte zeigt, dass es um eine Abw?gung von Interessen geht, zum Beispiel individuelle Mobilit?t und Gesundheitsschutz.

 

Was sind Stickstoffoxide?

Unter Stickstoffoxiden (NOx) fasst man gasf?rmige Verbindungen zusammen, die aus den Atomen Stickstoff (N) und Sauerstoff (O) aufgebaut sind. Vereinfacht werden nur die beiden wichtigsten Verbindungen Stickstoffmonoxid (NO) und Stickstoffdioxid (NO2) betrachtet, wobei Stickstoffdioxid in Bezug auf die negativen Auswirkungen auf Gesundheit von gr??erer Bedeutung ist.

Stickstoffoxide entstehen bei Verbrennungsprozessen. Die Hauptquellen von Stickstoffoxiden in der Au?enluft sind Verbrennungsmotoren und Feuerungsanlagen (für Kohle, ?l, Gas, Holz, Abf?lle). In Ballungsgebieten ist der Stra?enverkehr die bedeutendste Stickstoffoxid-Quelle, wobei der gr??te Anteil aus Dieselmotoren von Pkw, leichten und schweren Nutzfahrzeugen sowie Bussen mit Dieselantrieb stammt.

 

Warum betrachtet man insbesondere Stickstoffdioxid?

Bei der Betrachtung der gesundheitlichen Wirkungen von Stickstoffoxiden (NOx) nimmt das Stickstoffdioxid (NO2) eine besondere Rolle ein. Drei prinzipielle Aspekte müssen dabei beachtet werden:

  1. Zun?chst ist Stickstoffdioxid (NO2) als solches ein Reizgas und wirkt als sehr reaktive Verbindung (Oxidationsmittel) besonders an den unteren Atemwegen. Dort kommt es je nach St?rke und Dauer der Belastung zu Sch?den an den Lungenzellen. Diese Sch?den betreffen sowohl die Funktion als auch die Struktur dieser Zellen. Aus der Reizwirkung und dem damit assoziierten oxidativen Stress resultieren des Weiteren entzündliche Prozesse, die auch in anderen Organen sch?digende Wirkungen entfalten k?nnen.
    Bei langfristig hoher Belastung (tritt sehr selten auf, zum Beispiel bei beruflichen Belastungen) k?nnen schwere Lungensch?den auftreten, die auch dauerhaft bestehen bleiben.
    Bei kurzfristig hoher Belastung (kann h?ufig vorkommen) zum Beispiel an stark befahrenen Stra?en oder auch im Auto selbst treten bei empfindlichen Menschen akute Reizwirkungen auf. Husten und eine Verschlechterung der Lungenfunktion k?nnen die Folge sein, was allerdings meistens nicht dazu führt, dass ?rztliche Hilfe in Anspruch genommen wird.
    Diese Effekte sind in Labor- und Expositionsstudien gut untersucht.
    Langfristige Wirkungen einer niedrigen dauerhaften Belastung (tritt h?ufig auf) mit einem Reizgas wie Stickstoffdioxid sind schwierig zu untersuchen, da hierfür notwendige Experimente an Menschen zur Langzeitbelastung nicht durchgeführt werden k?nnen. Es liegt aber inzwischen eine gro?e Zahl an epidemiologischen Untersuchungen vor, in denen Zusammenh?nge mit einer Vielzahl von Erkrankungen der Lunge und des Herz-Kreislaufsystems gezeigt wurden (zum Beispiel Asthma, Herzinfarkte und Schlaganf?lle).
    Diese direkten kurz- und langfristigen Wirkungen von Stickstoffdioxid sind eine der Begründungen für die Messung und Regulierung von Stickstoffdioxid in der Umgebungsluft, unter anderem an vielbefahrenen Stra?en mit Wohnbebauung.
    Menschen mit besonderer Empfindlichkeit wie zum Beispiel Kleinkinder und alte Menschen oder Personen mit Erkrankungen wie Asthma, Lungenemphysem, chronischer Bronchitis oder anderen Lungen- und Atemwegserkrankungen sind durch hohe Stickstoffdioxidbelastungen besonders gef?hrdet.
  2. Stickstoffdioxid ist eine Vorl?ufersubstanz für die Bildung von Feinstaub und von bodennahem Ozon (O3).
    Feinstaub ist wesentlich gesundheitssch?dlicher als Stickstoffdioxid (pro Masseeinheit). Er führt zu einer gro?en Zahl an akuten und chronischen Gesundheitseffekten, von Auswirkungen auf den Atemtrakt, das Herz-Kreislaufsystem, den Stoffwechsel bis hin zu einer erh?hten Sterblichkeit. Diese Wirkungen sind in einer gro?en Zahl an bev?lkerungsbezogenen wie auch Laborstudien belegt worden und basieren auf einem inzwischen gut ausgearbeiteten biologischen Wirkungsmodell. Wegen der sowohl akuten wie auch chronischen gesundheitlichen Auswirkungen wird Feinstaub (in zwei unterschiedlichen Gr??enklassen, PM2,5 und PM10) in der Umgebungsluft direkt gemessen und reguliert.
  3. Auch Ozon (O3) ist ein gesundheitsgef?hrliches Reizgas und sch?digt die Lunge. Meist führt es zu einer vorübergehenden verminderten Lungenfunktion bei Kindern, aber auch Erwachsene k?nnen auf Ozon-empfindlich reagieren. Ozon ist die Leitsubstanz des sogenannten Sommersmogs, bei dem die UV-Einstrahlung eine wichtige Rolle bei der chemischen Verursachung spielt. Für Ozon gelten EU-weit sogenannte Zielwerte.
    3.?Stickstoffdioxid hat in der Luftreinhaltung und damit für den Gesundheitsschutz der Bev?lkerung eine wichtige Indikatorfunktion für den Mix aus Luftschadstoffen, dem der Mensch in der Stadt ausgesetzt ist.
    Neben Stickstoffdioxid werden durch den Stra?enverkehr viele weitere Luftschadstoffe freigesetzt, darunter Feinst?ube mit hohem Metallgehalt durch Bremsabrieb, Partikel durch Reifen- und Stra?enabrieb, Ru?, ultrafeine Partikel und gasf?rmige Verbindungen. Viele dieser Stoffe k?nnen Krebserkrankungen ausl?sen, wie zum Beispiel polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe (⁠PAK⁠) oder Benzol.
    Stickstoffdioxid ist einfach zu messen und daher ein gut geeigneter ⁠Indikator⁠ zur Erfassung der Belastung der Bev?lkerung durch die Mischung von Luftschadstoffen aus dem Verkehr. Bei dieser Rolle des Stickstoffdioxid geht es also nicht um die direkte und alleinige Wirkung von Stickstoffdioxid, sondern um die Wirkung der gesamten Luftverschmutzung, die aus dem Verkehr kommt.
 

Was sind Richtwerte und Grenzwerte, und warum braucht man diese?

Richt- und Grenzwerte gibt es nicht nur im Bereich der Luftreinhaltung. Auch für andere Bereiche wie zum Beispiel unser Trinkwasser gelten strenge Regeln, die dafür sorgen sollen, dass sowohl der Mensch individuell als auch die Bev?lkerung insgesamt vor gesundheitlichen Risiken aus der Umwelt geschützt werden. Die Richtwerte für Schadstoffe im Bereich der Luftreinhaltung, wie sie zum Beispiel von der Weltgesundheitsorganisation (WHO) für die Au?enluft in den Luftqualit?tsrichtlinien (sogenannten ?Air Quality Guidelines“) festgehalten werden, sind geleitet von dem Vorsorgegedanken zum Schutz der Gesundheit, insbesondere von Kindern, ?lteren oder Personen mit vorbestehenden Grunderkrankungen. Diese Richtwerte sind zun?chst Empfehlungen, k?nnen jedoch eine wissenschaftliche Grundlage für verbindliche Grenzwerte bilden.
Gesetzliche Grenzwerte für Luftschadstoffe, wie sie heute EU-weit gelten, werden in politischen Verhandlungsprozessen festgelegt. In diesen werden neben den gesundheitlichen Argumenten auch weitere, zum Beispiel wirtschaftliche Aspekte und die technische Machbarkeit, berücksichtigt. Aus diesem Grund unterscheiden sich die geltenden EU-Grenzwerte von den teilweise strengeren Empfehlungen der Weltgesundheitsorganisation. Tats?chlich ist sowohl für Feinstaub als auch für Stickstoffdioxid belegt, dass auch unterhalb der festgelegten Grenzwerte für die Langzeitkonzentration relevante Gesundheitseffekte auftreten.
Grunds?tzlich werden Grenzwerte ben?tigt, um die Au?enluft hinsichtlich ihrer Qualit?t zu beurteilen und bei Bedarf Ma?nahmen zur Verbesserung der Luftqualit?t zu ergreifen.

 

Was bedeutet Vorsorge für die Bev?lkerung und für jeden Einzelnen?

Beim Vorsorgegedanken steht der Schutz der Gesundheit in der Bev?lkerung (Public Health) im Vordergrund der Betrachtung. In diesem Sinne sollten daher alle notwendigen Ma?nahmen ergriffen werden, um die Atemluft so frei wie m?glich von Schadstoffen zu halten. Dies ist auch das erkl?rte Ziel der europ?ischen Luftreinhaltepolitik. Die Luft, die man atmet, kann man sich nicht aussuchen. Alle Menschen sind für ein gesundes Leben auf saubere Luft angewiesen. So liegt es in der Verantwortung der Politik, mittels der gesetzlichen Regelungen die Luftqualit?t regelm??ig zu überwachen und Ma?nahmen zur Verbesserung der Luftqualit?t durchzuführen.
Im Vergleich zum Rauchen ist das individuelle Risiko für eine gesundheitssch?digende Wirkung durch Luftschadstoffe klein. Jedoch ist die Anzahl der betroffenen Menschen deutlich gr??er als die Gruppe der Rauchenden, weil alle Menschen ein Leben lang Luftschadstoffen ausgesetzt sind. Vorsorge bedeutet in diesem Zusammenhang, die Gesamtbev?lkerung vor Risiken zu schützen, auch wenn diese im individuellen Fall klein sein k?nnen. Zudem liegt das Rauchverhalten in der Eigenverantwortung der Raucherinnen und Raucher. Um die nichtrauchenden Menschen zu schützen, wurden in Deutschland erhebliche ?ffentliche Anstrengungen unternommen (zum Beispiel Nichtraucherschutzgesetz).

 

Wie werden Grenzwerte für Stickstoffdioxid festgelegt und von wem?

Derzeit geltende Grenzwerte für Stickstoffdioxid stellen eine Maximalkonzentration dieses Luftschadstoffs in der Au?enluft dar, bei der nach dem Stand der Wissenschaft im Jahr 2005 davon ausgegangen werden kann, dass die Gesundheit der Gesamtbev?lkerung, zu der auch besonders empfindliche Personengruppen z?hlen, nicht beeintr?chtigt wird. Diese Grenzwerte basieren auf den Empfehlungen der Weltgesundheitsorganisation (WHO). Sie wurden aus Studien abgeleitet, die bestimmte Qualit?tskriterien erfüllen mussten. Grenzwerte gibt es sowohl in nationalen Gesetzgebungen als auch auf EU-Ebene. Die EU-Gesetzgebung folgte bei der Grenzwertsetzung für Stickstoffdioxid fast vollst?ndig den Empfehlungen der WHO. Diese sah die Einhaltung dieser Werte bereits in ihren Luftqualit?tsrichtlinien, den Air Quality Guidelines, von 2000 und 2005 als notwendig an, um die Gesundheit der Menschen dauerhaft zu schützen. Die EU-weit geltenden Grenzwerte wurden entsprechend in der 39. Bundesimmissionsschutzverordnung für Deutschland gesetzlich bindend festgeschrieben.

 

Wen müssen die EU-Grenzwerte für Stickstoffdioxid schützen?

Grenzwerte für die Au?enluft müssen die gesamte Bev?lkerung und nicht nur gesunde Erwachsene schützen. Sie sind so abgeleitet, dass auch empfindliche Gruppen wie zum Beispiel Personen mit Grunderkrankungen (zum Beispiel Asthma bronchiale und chronisch obstruktiver Lungenerkrankung (englisch chronic obstructive pulmonary disease, Abkürzung: COPD), ?ltere Menschen und insbesondere Schwangere und deren Ungeborene sowie S?uglinge und Kleinkinder berücksichtigt werden. Bei letzteren Gruppen befinden sich die Lungen und andere Organe noch in der Entwicklung und sind daher besonders empfindlich für die negativen Wirkungen der Umweltschadstoffe.

Darüber hinaus ist der Stickstoffdioxid-Grenzwert für das Jahresmittel so abgeleitet, dass eine lebenslange Belastung nicht zu Erkrankungen führen sollte.

 

Welche unterschiedlichen Beurteilungswerte gibt es für Stickstoffdioxid?

Zum Schutz der menschlichen Gesundheit wurden auf der Grundlage von Ergebnissen unterschiedlicher Studien die im Folgenden dargestellten Beurteilungswerte für Stickstoffdioxid festgelegt. Diese Beurteilungswerte haben nebeneinander Bestand und werden zur Beurteilung der Stickstoffdioxid-Konzentration im jeweiligen Bereich (Au?enluft, Innenraumluft, besondere Arbeitspl?tze) und der Definition entsprechend angewendet.

Man unterscheidet zwischen Kurz- und Langzeitwerten, für deren Ableitung zum Teil unterschiedliche Studien zugrunde gelegt werden. Bei der Bewertung der Belastungssituation k?nnen auf Grund der unterschiedlichen Belastungsdauer Kurzzeitwerte nicht für die Beurteilung der Langzeitbelastung und umgekehrt herangezogen werden.

 

Grenzwerte Stickstoffdioxid

Au?enluft:

Als Langzeitgrenzwert gilt für Stickstoffdioxid ein Jahresmittelwert von 40 Mikrogramm pro Kubikmeter Luft (μg/m3). Die Stickstoffdioxid-Konzentration wird kontinuierlich über das gesamte Kalenderjahr gemessen und darf im Jahresmittel 40 μg/m3 nicht überschreiten.
Als Kurzzeitgrenzwert gilt für Stickstoffdioxid ein Einstundenmittelwert von 200 μg/m3. Die Messung erfolgt kontinuierlich über eine volle Stunde. Anschlie?end werden die Messwerte (zum Beispiel Minutenmesswerte in einer Stunde) gemittelt. Dieser Kurzzeitgrenzwert darf an der jeweiligen Messstelle nicht ?fter als 18-mal im Kalenderjahr überschritten werden. Die EU-Grenzwerte weichen in diesem Punkt von den Empfehlungen der Weltgesundheitsorganisation ab, die keine überschreitung des Stundenmittelwerts erlauben.

Darüber hinaus gilt für Stickstoffdioxid eine Alarmschwelle von 400 μg/m3. Diese Alarmschwelle ist erreicht, wenn in drei aufeinanderfolgenden Stunden die gemessenen Stundenmittelwerte über 400 μg/m3 liegen. Es besteht dann die Pflicht für die zust?ndigen Beh?rden, unverzüglich Ma?nahmen zur Verringerung der Stickstoffdioxid-Konzentration zu ergreifen.

Innenraumluft:

Nach erfolgter einstündiger Messung werden für die kurzfristige Beurteilung der Innenraumluft der Kurzzeitrichtwert I (Vorsorgewert) von 80 μg/m3 und der Kurzzeitrichtwert II (Gefahrenwert) von 250 μg/m3 angewendet.
Der Kurzzeitrichtwert I ist die Konzentration eines Stoffes, bis zu der auch bei empfindlichen Personen keine gesundheitlichen Beeintr?chtigungen zu erwarten sind.
Der Kurzzeitrichtwert II gibt die Konzentration an, ab der gesundheitliche Beeintr?chtigungen von empfindlichen Personen nicht ausgeschlossen werden k?nnen und Ma?nahmen zur Reduzierung der Belastung erforderlich sind.
Der Bereich zwischen Kurzzeitrichtwert I und II beschreibt eine hygienisch auff?llige und unerwünschte Konzentration.
Zur Bewertung der langfristigen Wirkungen von Stickstoffdioxid im Innenraum wird der Richtwert der Weltgesundheitsorganisation für die Innenraumluft von 40 μg/m3 als Bewertungsma?stab empfohlen.

Arbeitsplatzgrenzwert (AGW):

Der AGW ist mit 950 μg/m3 festgelegt. Er gibt die durchschnittliche Konzentration eines Stoffes in der Luft am Arbeitsplatz an, bis zu der eine Sch?digung der Gesundheit der Besch?ftigten nicht zu erwarten ist. Der Arbeitsplatzgrenzwert bezieht sich auf die variablen Konzentrationen, die im Durchschnitt w?hrend einer 8-stündigen Schicht, bei einer Wochenarbeitszeit von 40 Stunden, w?hrend des Arbeitslebens auftreten dürfen.

 

Welche Werte gelten in der Innenraumluft von Wohn- und Büror?umen?

Für die Innenraumluft von Privatr?umen, die zum Aufenthalt von Menschen bestimmt sind, oder auch für Arbeitspl?tze ohne spezifische Belastungsquelle wie zum Beispiel Büros gelten die Richtwerte des Ausschusses für Innenraumrichtwerte (AIR). Die Werte wurden im Dezember 2018 aktualisiert und an den aktuellen Stand der Wissenschaft angepasst: Der Kurzzeitrichtwert II (sogenannter Gefahrenwert) für Stickstoffdioxid in der Innenraumluft liegt bei einer Konzentration von 250 μg/m3, gemessen über eine Stunde. Der Kurzzeitrichtwert I (Vorsorgewert) für Stickstoffdioxid in der Innenraumluft, gemessen über eine Stunde, wurde bei 80 μg/m3 festgelegt.
Für eine langfristige Beurteilung der Innenraumluft gibt es den Richtwert der Weltgesundheitsorganisation für die Innenraumluft von 40 μg/m3 als Bewertungsma?stab.

 

Warum unterscheiden sich die Grenzwerte für die Au?enluft von denen am Arbeitsplatz?

Neben den EU-Grenzwerten für die Au?enluft von 40 μg/m3 (im Jahresmittel) und 200 μg/m3 (im Einstundenmittel) für Stickstoffdioxid gibt es auch einen Arbeitsplatzgrenzwert von 950 μg/m3 für spezielle Arbeitspl?tze. Der Arbeitsplatzgrenzwert gilt nicht, wie es h?ufig irrtümlicherweise behauptet wird, für Büroarbeitspl?tze, sondern für Arbeitende an Industriearbeitspl?tzen und im Handwerk, bei denen aufgrund der Verwendung oder Erzeugung bestimmter Arbeitsstoffe eine erh?hte Stickstoffdioxid-Belastung (zum Beispiel bei Arbeiten mit offenen Flammen) zu erwarten ist.
Auch der zeitliche Vergleich des EU-Jahresmittelgrenzwertes mit dem Grenzwert für den Arbeitsschutz ist nicht gerechtfertigt. Der Arbeitsplatzgrenzwert bezieht sich auf die variablen Konzentrationen, die im Durchschnitt w?hrend einer 8-stündigen Schicht, bei einer Wochenarbeitszeit von 40 Stunden, w?hrend des Arbeitslebens auftreten dürfen. Die Wirkung ist somit im Regelfall auf 40 Stunden pro Woche w?hrend des Arbeitslebens begrenzt und durch t?gliche Erholungsphasen und arbeitsfreie Zeit unterbrochen. Im Gegensatz dazu wirkt die Au?enluft mit ihrer Stickstoffdioxidkonzentration 24 Stunden pro Tag lebenslang auf den Menschen und darunter auch auf empfindliche Personengruppen wie Ungeborene, S?uglinge und alte Menschen ein.

Der Arbeitsplatzgrenzwert ist für die arbeitende Bev?lkerung abgeleitet, die im Regelfall keine für den Arbeitsprozess bedeutsamen Atemwegserkrankungen hat. Im Gegensatz dazu muss der Grenzwert in der Au?enluft auch empfindliche Personengruppen schützen, die medizinisch individuell deutlich anders einzusch?tzen sind, da sich zum Beispiel ihre Atemwege noch in der Entwicklung befinden (wie bei Neugeborenen).

Aus diesen Gründen ist es keine Seltenheit, dass Arbeitsplatzgrenzwerte bezogen auf die Konzentration oft um ein Vielfaches h?her sind als Grenzwerte, die lebenslang die Gesundheit der gesamten Bev?lkerung schützen müssen.

 

Was bedeutet es für mich, wenn der Grenzwert überschritten ist?

Der Grenzwert für Stickstoffdioxid im Jahresmittel gilt für die gesamte Bev?lkerung und berücksichtigt eine lebenslange Zeitspanne. Eine überschreitung kann für die Einzelperson Bedeutung im Sinne gesundheitlicher Beeintr?chtigungen haben, dies muss allerdings nicht der Fall sein: Der oder die Einzelne k?nnte lebenslang auch h?heren individuellen Konzentrationen ohne gesundheitliche Auswirkungen ausgesetzt sein. Das Risiko zu erkranken wird jedoch in jedem Fall erh?ht.

Bei der Ableitung von Grenzwerten wird allerdings nicht nur die Einzelperson betrachtet, sondern auch der gesamtgesellschaftlichen Pflicht nachgekommen, die Gesundheit m?glichst aller in einem Land lebenden Menschen (auch empfindlicher Personengruppen) zu schützen.

 

Was passiert aus gesundheitlicher Sicht bei einer Grenzwertüberschreitung?

Ist ein Grenzwert überschritten, bedeutet dies nicht zwangsl?ufig, dass Menschen dadurch erkranken oder versterben. Allerdings steigt dadurch das Risiko für die Entwicklung von Krankheiten oder Beschwerden an. Die Entstehung von Krankheiten wird durch eine Vielzahl von Risikofaktoren bestimmt. Diese erh?hen die Wahrscheinlichkeit, eine bestimmte Erkrankung zu entwickeln. Betrachtet man zum Beispiel das Risiko, einen Herzinfarkt zu bekommen, so steigt dieses deutlich zum Beispiel bei zu hohem Blutdruck, durch Rauchen oder bei einem hohen Cholesterinwert an.
Auch Luftschadstoffe stellen insbesondere für die Entstehung von Atemwegs- und Herz-Kreislauf-Erkrankungen einen Risikofaktor dar. Sie tragen anteilig zur Erh?hung des Risikos bei, im Verlauf des Lebens eine Krankheit zu entwickeln. Durch Stickstoffdioxid und andere Luftschadstoffe k?nnen sch?digende Prozesse in den Atemwegen und in anderen Organen in Gang gesetzt werden, die je nach Art der Sch?digung früher oder sp?ter zu gesundheitlichen Beschwerden führen. Das individuelle Risiko für die Entwicklung einer Erkrankung l?sst sich für Luftschadstoffe heute noch nicht vorhersagen. Dieses ist zum Beispiel auch von bereits bestehenden Grunderkrankungen wie Asthma bronchiale oder chronisch obstruktiver Lungenerkrankung (englisch chronic obstructive pulmonary disease, Abkürzung: COPD) abh?ngig. Vor allem bei kurzzeitigen Spitzenwerten kann es zu einer akuten Verschlechterung des Gesundheitszustandes bei Personen mit Grunderkrankungen kommen.
Selbst wenn eine Person erkrankt ist, kann diese Erkrankung zum Beispiel Asthma bronchiale oder Herzinfarkt nicht auf einen bestimmten verursachenden Luftschadstoff zurückführt werden. Genauso wie auch ein einzelner Herzinfarkt nicht eindeutig auf den hohen Blutdruck, das Rauchen oder den erh?hten Cholesterinwert zurückgeführt werden kann. Es l?sst sich aber sagen, dass diese Risikofaktoren die Wahrscheinlichkeit für das Eintreten dieses Herzinfarktes erh?ht haben.

Das hei?t: die Anf?lligkeit für einen Herzinfarkt nimmt zu, es spielen aber immer mehrere Faktoren zusammen. Luftschadstoffe geh?ren zu diesen Faktoren.

W?hrend sich das individuelle Risiko schwer vorhersagen l?sst, haben gro?e Studien gezeigt, dass das Leben in belasteter Au?enluft über Jahre und Jahrzehnte hinweg - ?hnlich wie ein ungesunder Lebensstil - bei einem Teil der Gesamtbev?lkerung zu gesundheitlichen Beeintr?chtigungen und zu einer geringeren Lebenserwartung führt.

 

Welche Ma?nahmen sind bei überschreitung von Luftqualit?tsgrenzwerten zu ergreifen?

Nach geltendem EU-Recht führt eine überschreitung zum Beispiel von Stickstoffdioxid-Grenzwerten dazu, dass Ma?nahmen zur Verbesserung der Au?enluft getroffen werden müssen, die dazu geeignet sind, dass die geltenden Grenzwerte in Zukunft eingehalten werden. Für den Vollzug des Immissionsschutzrechts sind die L?nder zust?ndig. Welche Ma?nahmen im Einzelfall am besten geeignet sind, ist politischen Entscheidungstr?gern und den zust?ndigen ?rtlichen Beh?rden überlassen. Die Palette m?glicher Ma?nahmen reicht von zeitlich und r?umlich begrenzten Fahrverboten über den Einsatz von Emissionsminderungstechnologien bei bestehenden Kraftfahrzeugen bis hin zu alternativen Mobilit?tskonzepten, um die Luft in besonders belasteten Zonen (zum Beispiel Innenst?dten) zu verbessern. Solche Ma?nahmen tragen nicht nur in den stark belasteten Regionen zur Verbesserung der Luftqualit?t bei, sondern verbessern die Luftqualit?t insgesamt.

Das Umweltbundesamt befürwortet gezielte technische Ma?nahmen an den Quellen, um Stra?ensperrungen zu vermeiden. Im Falle des Stickstoffdioxids bedeutet dies in erster Linie die technische Nachrüstung ?lterer Diesel-Kraftfahrzeuge mit Katalysatoren (Euro 5 und ?lter). Dies ist in vielen F?llen technisch machbar und zeitnah umsetzbar. Stra?ensperrungen und damit Fahrverbote sind lediglich eine Notl?sung, um an einzelnen Messstationen mit Grenzwertüberschreitungen die gesetzlich vorgeschriebenen Grenzwerte kurzfristig einzuhalten und die Gesundheit zu schützen.
Aus Sicht des Gesundheitsschutzes der gesamten Bev?lkerung einer Stadt sind lokale Sperrungen einzelner Stra?en sogar nachteilig: durch Verkehrsverlagerung und in Kauf genommene Umwege entstehen in der Summe sogar eher mehr Schadstoffe und entsprechend h?here Belastungen der Bev?lkerung entlang der Umfahrungsstrecken. Eine in der Summe positive Wirkung im Sinne des Immissions- und damit des Gesundheitsschutzes w?re mit Fahrverboten überhaupt erst dann zu erzielen, wenn gr??ere Fl?chen wie zum Beispiel Umweltzonen langfristig in Sperrungsma?nahmen einbezogen würden.

Um das ⁠Verkehrsaufkommen⁠ durch Kraftfahrzeuge mit Verbrennungsmotoren insbesondere in den Ballungsr?umen nachhaltig zu reduzieren, befürwortet das Umweltbundesamt hier stattdessen neben den kurzfristig umsetzbaren technischen Nachrüstungen von Kraftfahrzeugen vielmehr verbesserte Mobilit?tskonzepte: eine verst?rkte Nutzung emissionsarmer oder sogar lokal emissionsfreier Fahrzeuge (zum Beispiel Elektro- oder Brennstoffzellen-Fahrzeuge), eine Verbesserung des ?ffentlichen Personennahverkehrs sowie von Sharing-Angeboten (zum Beispiel Car-, Bike- und Ridesharing) und einen Ausbau der Infrastruktur für Fu?- und Fahrradverkehr sowie zum Laden der Elektrofahrzeuge.

 

Wieso muss man die akuten und die langfristigen Belastungen unterscheiden?

Man kann die Auswirkungen einer kurzfristig hohen Belastung gegenüber Schadstoffen nicht mit den Auswirkungen einer lebenslangen niedrigen Belastung vergleichen. Hohe Belastungen, wenn sie nur kurzfristig und selten auftreten, bleiben in der Regel bei Gesunden ohne Folgen. Bei bereits erkrankten Menschen k?nnen sie aber zu einer Verschlechterung des Gesundheitszustandes führen.

Langfristige Belastungen k?nnen die Gesundheit bei Menschen unabh?ngig von bestehenden Grunderkrankungen beeintr?chtigen, auch wenn diese gesundheitlichen Auswirkungen zun?chst nur gering sind. W?hrend sofort einsetzende Wirkungen eher selten und nur bei h?heren Konzentrationen beobachtet werden k?nnen, tragen langfristige Umweltbelastungen erheblich zur Entwicklung bzw. Verschlechterung chronischer Erkrankungen bei. Bei Luftschadstoffen beginnt diese Dauerbelastung schon bei der Entwicklung eines Kindes im Mutterleib. Schon in diesem Lebensstadium k?nnen Kinder indirekt durch die Belastung der Schwangeren gesch?digt werden.
Kurzzeitig erh?hte Konzentrationen von Stickstoffdioxid (wie zum Beispiel beim Abbrennen einer Kerze) k?nnen demnach nicht mit langfristigen Durchschnittswerten wie dem Grenzwert für das Jahresmittel von 40 μg/m3 verglichen werden.

 

Enth?lt eine Zigarette Stickoxide und auch Stickstoffdioxid?

Stickoxide sind gasf?rmig und entstehen auch durch das Abbrennen der Zigarette. Man geht davon aus, dass bei der Verbrennung einer Zigarette ca. 100-600 μg Stickoxide entstehen. Der genaue Anteil des Stickstoffdioxids an diesen Stickoxiden ist sehr variabel, da dessen Entstehung beim Verbrennungsprozess von vielen Einflussfaktoren abh?ngig ist. Wie viel vom entstandenen Stickstoffdioxid letztendlich in den menschlichen K?rper aufgenommen wird, ist ebenfalls sehr variabel. Das Rauchen tr?gt wesentlich zu den Innenraumluftbelastungen bei, nicht nur mit Stickstoffdioxid, sondern auch mit vielen anderen Schadstoffen. Insbesondere in kleinen R?umen werden schnell hohe Konzentrationen erreicht. Deshalb sollte das Rauchen zum Beispiel in Autos grunds?tzlich unterlassen werden, vor allem, wenn Kinder mitfahren.

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Ist es sinnvoll, die Konzentration von Stickstoffdioxid in Zigarettenrauch mit dem Langzeit-Grenzwert für die Au?enluft zu vergleichen?

Ein Vergleich einer Stickstoffdioxid-Konzentration im Jahresmittel (40 μg/m3) mit einer akut hohen Konzentration durch Zigarettenrauchen ist schon allein aufgrund des unterschiedlichen zeitlichen Zusammenhangs nicht sinnvoll. Eine Zigarette kann zwar zu einer deutlichen Stickstoffdioxidbelastung führen. Kurzfristige (minutenlange) und langfristige (lebenslange) Belastungen müssen aber v?llig unterschiedlich bewertet werden.

M?glich w?re hingegen der Vergleich der Wirkungen der akuten Belastungssituationen in beiden F?llen: Der einzelne Rauchende und der Passivrauchende reagieren akut auf Zigarettenrauch mit einem messbaren Anstieg von Entzündungswerten und einer erh?hten Thromboseneigung des Blutes, was im schlimmsten Fall einen Herzinfarkt oder Schlaganfall ausl?sen kann. Ebenso reagieren Menschen akut auf Erh?hungen der Luftschadstoffkonzentration. Studien zeigen in diesem Zusammenhang neben Entzündungsreaktionen im Blut auch einen Anstieg von Krankenhausaufnahmen, Herzinfarkten, Schlaganf?llen und Todesf?llen.

Auch langfristige Belastungen k?nnen durchaus untereinander verglichen werden: Die Sch?dlichkeit des Rauchens steht au?er Frage. Es ist eindeutig nachgewiesen, dass Raucherinnen und Raucher im Schnitt eine wesentlich kürzere Lebenserwartung haben. Genauso gibt es auch deutliche Hinweise aus Studien, dass eine langfristige Belastung mit Luftschadstoffen ebenfalls zu einer - wenn auch deutlich geringeren - Verkürzung der Lebenszeit führen kann.

 

Ist es sinnvoll, die Einflüsse von Kerzenabbrand oder Gasherden auf die Qualit?t der Innenraumluft mit den Au?enluftkonzentrationen zu vergleichen?

Auch beim Abbrennen von Kerzen oder der Nutzung eines Gasherdes entsteht Stickstoffdioxid. Die Konzentrationen k?nnen bei schlechter Belüftung des Raumes je nach Zeitraum und Anzahl von Kerzen auch Konzentrationen überschreiten, die deutlich über dem Kurzzeitgrenzwert für die Au?enluft von 200 μg/m3 (Einstundenmittel) liegen. Würde man das ganze Leben mit diesen Werten verbringen, h?tte das gesundheitliche Folgen.

Anders als die Au?enluft ist die Innenraumluft aber von den Raumnutzenden beeinflussbar und gesundheitssch?dliche Konzentrationen k?nnen durch Lüften leicht reduziert werden. Dafür ist aber eine m?glichst gute Qualit?t der Au?enluft erforderlich. Auch deshalb sind die Grenzwerte im ⁠Au?enbereich⁠ sehr wichtig. Die Innenraumluftqualit?t kann in der Regel nicht besser sein als die der Au?enluft. Die Au?enluft stellt die Grundlage der Luftqualit?t in Innenr?umen dar.

 

Was hat die UBA-Studie zu Krankheitslasten durch Stickstoffdioxid mit den Grenzwerten und mit Diesel zu tun?

Nichts. Das Ziel der Studie war es, die Auswirkungen von Stickstoffdioxid auf die Gesundheit der Bev?lkerung in Deutschland abzusch?tzen. Die Ergebnisse dieser Studie dienten weder der Ableitung noch der Beurteilung derzeit gültiger Grenzwerte. Sie kann auch nicht als epidemiologische Beobachtungsstudie bezeichnet werden. Vielmehr wurden die Ergebnisse solcher Studien für einzelne Annahmen in den Berechnungen verwendet.

Die ⁠UBA⁠-Studie weist darauf hin, dass statistisch gesehen auch unterhalb der geltenden Grenzwerte gesundheitliche Auswirkungen bestehen. Die Studie bezieht sich zudem auf die Gesamtbelastung der Au?enluft mit Stickstoffdioxid, sodass eine direkte Zuordnung zu den einzelnen Stickstoffdioxid-Quellen nicht m?glich ist. Einschr?nkend ist wichtig festzuhalten, dass ausschlie?lich Luftqualit?tsdaten von Messstationen im st?dtischen und l?ndlichen Hintergrund verwendet wurden. Die besonders hohen Konzentrationen in der N?he vielbefahrener Stra?en in den St?dten konnten in den Hauptanalysen aus methodischen Gründen nicht berücksichtigt werden. Die in den Medien oft erw?hnten ?Diesel-Toten“ k?nnen also aus der UBA-Studie nicht abgeleitet werden.

 

Ist es m?glich, Erkrankungen und Todesf?lle einzelnen Schadstoffen zuzuordnen, obwohl Menschen nie nur einem einzelnen Schadstoff ausgesetzt sind?

Es ist richtig, dass der Mensch in der Regel einer Mischung von Schadstoffen in der Atemluft und weiteren Risikofaktoren ausgesetzt ist. Um dennoch die Wirkungen einzelner Schadstoffe gegeneinander abgrenzen zu k?nnen, werden mit Hilfe von Daten aus bev?lkerungsbezogenen (?epidemiologischen“) Studien statistische Modelle erstellt. Diese Modelle erm?glichen es, den Effekt einzelner Schadstoffe auf die Gesundheit, bis hin zu Todesf?llen, zu berechnen. Dabei geh?rt es zur guten wissenschaftlichen Praxis, sowohl für andere (Luft) Schadstoffe als auch für weitere Einflussfaktoren auf die Gesundheit (so genannte St?rgr??en, wie zum Beispiel Rauchen, Alter, Schulbildung) zu korrigieren.

Die Zuordnung von Krankheits- und Todesf?llen zu einzelnen Luftschadstoffen beruht somit in solchen Bev?lkerungsstudien auf statistischen Berechnungen. Dies gilt jedoch für die allermeisten umwelt- und verhaltensbedingten Risikofaktoren (zum Beispiel das Rauchen, überm??iger Alkoholkonsum, übergewicht, mangelnde Bewegung, etc.), denen der Mensch im Laufe seines Lebens ausgesetzt ist. Ausnahmen hiervon sind zum Beispiel die gesundheitlichen Folgen von Unf?llen, die individuell erfasst werden k?nnen. In experimentellen Studien k?nnen auf der anderen Seite gezielt einzelne Schadstoffe entweder am Menschen (in Dosierungen, wie sie auch im normalen Leben vorkommen k?nnen) oder an Tieren untersucht werden. In solchen Untersuchungen wurden unter anderem Entzündungsreaktionen und Abnahmen der Lungenfunktion nach Einatmen von erh?hten Stickstoffdioxid-Konzentrationen beobachtet. Kontrollierte experimentelle Studien k?nnen jedoch aus ethischen Gründen nicht über l?ngere Zeitr?ume wie zum Beispiel Jahre durchgeführt werden, so dass insbesondere die Langzeitwirkungen von Luftschadstoffen mit anderen Studientypen, zum Beispiel Langzeit-Beobachtungsstudien, erfasst werden müssen.

 

Warum argumentieren einige ?rzte, dass im klinischen Alltag keine Stickstoffdioxid-Erkrankungen oder sogar Stickstoffdioxid-Todesf?lle zu beobachten seien?

Das Fehlen von Erkrankungen oder Todesf?llen, die eindeutig und ausschlie?lich auf Stickstoffdioxid zurückzuführen sind, wird als Beleg dafür angesehen, dass es keine relevanten Wirkungen von Stickstoffdioxid gibt und eine schlechte Luftqualit?t nicht krank machen kann.
Tats?chlich erscheint dieses Argument einiger klinisch t?tiger Medizinerinnen und Mediziner nur auf den ersten Blick richtig. Nicht bedacht wird hierbei, dass die Folgen einer dauerhaften Belastung nicht direkt beobachtet werden k?nnen und nur durch bev?lkerungsbezogene Studien nachweisbar sind.
Generell gilt, dass Menschen nicht an Risikofaktoren versterben, sondern an Erkrankungen. Die Risikofaktoren tragen oft über Jahre dazu bei, dass sich vermehrt Krankheiten entwickeln. So führen zum Beispiel. Bewegungsmangel, schlechte Ern?hrung oder Rauchen auch nicht sofort zum Tod.

?rztinnen und ?rzte, die Patienten behandeln, sind verpflichtet, die Behandlungsdiagnose festzulegen. Auch auf einem Totenschein wird die zum Tode führende Erkrankung vermerkt (zum Beispiel Herzinfarkt). Viele Risikofaktoren wie zum Beispiel die Luftschadstoffe k?nnen im Regelfall nicht erfasst werden.
Niemand stirbt normalerweise an einer Stickstoffdioxid-Vergiftung. Aber bei Menschen, die bereits andere Erkrankungen wie zum Beispiel Herz- oder Lungenerkrankungen haben, k?nnen Luftschadstoffe das Risiko von Komplikationen erh?hen. Die Menschen sterben dann zum Beispiel an einem Herzinfarkt. Dieser wiederum kann viele Ursachen haben, die im Einzelnen nicht benannt werden k?nnen, auch weil sie zusammen gewirkt haben. Deshalb l?sst sich bei einem einzelnen Menschen nur in seltenen Ausnahmen sagen, was genau der Grund für einen Herzinfarkt war. Dennoch l?sst sich beobachten, dass bei Menschen, die hohen Belastungen von Luftschadstoffen ausgesetzt sind, h?ufiger Krankheiten auftreten, als dies bei niedrigeren Belastungen der Fall ist.

Bei guter Luft w?ren diese Menschen Monate oder Jahre sp?ter erkrankt oder gestorben.

Auch bei den gesundheitlichen Folgen des Rauchens handelt es sich meistens um Langzeitbeobachtungen. Rauchende erkranken nicht unmittelbar durch das Rauchen einer Zigarette, aber unter Rauchenden gibt es über Jahrzehnte deutlich mehr Erkrankungen und Todesf?lle als unter Nichtrauchenden. Diese Beobachtungen aus Studien bilden die wissenschaftliche Grundlage für den Gesundheitsschutz. Verstirbt ein Rauchender, so geht dieser nicht als ?Rauchertoter“ in die Statistik ein, sondern wird den jeweiligen Folgeerkrankungen, wie zum Beispiel Lungenkrebs, in der Todesursachenstatistik zugeordnet.
Erkrankungen wie die chronisch obstruktive Lungenerkrankung (englisch chronic obstructive pulmonary disease, Abkürzung: COPD) k?nnen durch eine Vielzahl von Ursachen ausgel?st werden, zu denen das Rauchen, aber auch die Einflüsse aus der Umwelt wie zum Beispiel die Luftschadstoffe anteilig beitragen. Wie bei vielen Erkrankungen kann auch hier ein eindeutiger Zusammenhang mit einer einzelnen krankheitsausl?senden Ursache nur in wenigen F?llen nachgewiesen werden.

Um die Auswirkungen von Luftverunreinigungen und anderen Umwelteinflüssen erkennen zu k?nnen, reicht klinische Erfahrung alleine nicht aus. Vielmehr kommt es bei der Analyse solcher Zusammenh?nge auf die gemeinsame Arbeit unterschiedlicher Fachdisziplinen an. Expertinnen und Experten mit der jeweiligen fachlichen Ausrichtung und ihrem Blick auf Gesundheit und Krankheitsentstehung leisten zusammen einen wesentlichen Beitrag.

 

Quellen und vertiefende Informationen

Leitlinien der Weltgesundheitsorganisation für Luftqualit?t (WHO Air Quality Guidelines, 2005): http://www.euro.who.int/en/health-topics/environment-and-health/air-quality/publications/pre2009/air-quality-guidelines.-global-update-2005.-particulate-matter,-ozone,-nitrogen-dioxide-and-sulfur-dioxide?

Weiterentwicklung der Leitlinien der Weltgesundheitsorganisation für Luftqualit?t: Vergangenheit, Gegenwart und Zukunft (2017):
http://www.euro.who.int/de/health-topics/environment-and-health/air-quality/publications/2017/evolution-of-who-air-quality-guidelines-past,-present-and-future-2017?

Richtlinie 2008/50/EG des Europ?ischen Parlaments und des Rates vom 21. Mai 2008 über Luftqualit?t und saubere Luft für Europa:
https://eur-lex.europa.eu/legal-content/DE/TXT/HTML/?uri=CELEX:32008L0050&from=DE?

39. Verordnung zur Durchführung des Bundes-Immissionsschutzgesetzes:
https://www.gesetze-im-internet.de/bimschv_39/BJNR106510010.html?

Arbeitsplatzgrenzwert: Technische Regeln für Gefahrstoffe (TRGS) 900: https://www.baua.de/DE/Angebote/Rechtstexte-und-Technische-Regeln/Regelwerk/TRGS/pdf/TRGS-900.html?

Zum Thema Unterschied zwischen Au?enluft- und Arbeitsplatzgrenzwert für Stickstoffdioxid:
http://www.matthieusonnet.com/themen/unterschied-zwischen-aussenluft?

WHO Leitlinien für Innenraumluftqualit?t: ausgew?hlte Schadstoffe. Zusammenfassung: http://www.euro.who.int/de/health-topics/environment-and-health/air-quality/publications/2011/who-guidelines-for-indoor-air-quality-selected-pollutants.-executive-summary?

Innenraumrichtwerte ⁠UBA⁠: Aktualisierung zu Stickstoffdioxid noch nicht ver?ffentlicht aber verabschiedet; erh?ltlich in Zukunft hier:
http://www.matthieusonnet.com/themen/gesundheit/kommissionen-arbeitsgruppen/ausschuss-fuer-innenraumrichtwerte-vormals-ad-hoc#textpart-1?

Stickoxidgehalte in Zigarettenemissionen: https://www.bundestag.de/blob/559628/c67c74a62d1a30f6e342462f00c9ce98/wd-8-034-18-pdf-data.pdf?

UBA Studie zur Quantifizierung von umweltbedingten Krankheitslasten aufgrund der Stickstoffdioxid-⁠Exposition⁠ in Deutschland:
http://www.matthieusonnet.com/publikationen/quantifizierung-von-umweltbedingten?

Zum Zusammenhang von Luftqualit?t und Lungenerkrankungen (insb. COPD); übersichtsartikel: http://www.matthieusonnet.com/sites/default/files/medien/360/publikationen/umid_01_2017_02.pdf?

Zu den fachlichen Hintergründen der Grenzwertfestsetzung für Stickstoffdioxid: http://www.matthieusonnet.com/themen/stickstoffdioxid-belastung-hintergrund-zu-eu

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Schlagworte:
 Stickstoffdioxid  NO2  Grenzwert