Die gefährlichsten Luftschadstoffe

Feinstaub (PM 10, PM 2,5 und ultrafeine Partikel)

Feinstaub ist ein komplexes Gemisch aus festen und flüssigen Partikeln. Sie werden eingeteilt in PM (particulate matter) 10, die einen Durchmesser von maximal 10 Mikrometern (µm) haben, PM 2,5 – mit einem maximalen Durchmesser von 2,5 µm und ultrafeine Partikel, die einen Durchmesser von weniger als 0,1 µm haben.

Wie entsteht Feinstaub?

Primärer Feinstaub entsteht vor allem durch Kraftfahrzeuge, Kraftwerke, Heizungen und Öfen in Wohnhäusern. Feinstaub entsteht also bei verschiedenen Verbrennungsprozessen. Aber auch Bremsen- und Reifenabrieb sind dafür verantwortlich, dass sich Feinstaub bildet.

Zu den natürlichen Quellen von Feinstaub gehören Vulkanausbrüche, Waldbrände, die Aufwirbelung von Erdkrustenmaterial wie beispielsweise bei Sandstürmen. 

Gesundheitliche Gefahren 

Prof. Barbara Hoffmann vom Institut für Arbeits-, Sozial- und Umweltmedizin in Düsseldorf hat uns die Gefahren verschiedener Luftschadstoffe erklärt:

"Feinstaub kann nahezu alle Organsysteme beeinflussen, vor allen Dingen die Atemwege. Man weiß, dass durch den Feinstaub Entzündungen in der Lunge ausgelöst werden. Das gilt insbesondere für Menschen, die schon eine Vorerkrankung haben wie Asthma haben oder eine chronisch obstruktive Lungenerkrankung.

Feinstaub in der Lunge kann auch Lungenkrebs auslösen, und Feinstaub kann auf das Herz-Kreislaufsystem wirken. Wenn der Feinstaubwert ansteigt, treten in den folgenden 24 Stunden vermehrt Herzinfarkte und Schlaganfälle auf.

Man weiß auch, dass bei denjenigen, die langfristig in einer Gegend mit hoher Luftverschmutzung wohnen, der Feinstaub Prozesse beschleunigt, die die Gefäße betreffen - etwa die Gefäßalterung. Das heißt: Es gibt mehr Entzündungen im Körper, es gibt mehr Kalkablagerungen an den Gefäßen. Sie funktionieren dann nicht mehr so gut. Sie können sich nicht mehr so gut zusammenziehen und weiten. Der Blutdruck geht hoch, wir entwickeln schneller als normal eine Arteriosklerose mit allen potentiellen Folgen. 

Inzwischen ist man sich relativ sicher, dass Feinstaub auch auf das Gehirn wirkt und sehr wahrscheinlich auch dort vorzeitige Alterungsprozesse in Gang setzt. Wir haben mittlerweile auch recht gute Evidenz dafür, dass Feinstaub Diabetes mellitus begünstigt. Und wir wissen, dass sich Feinstaub bei Ungeborenen auf das Geburtsgewicht auswirkt und zu einem verringerten Geburtsgewicht führt. Das wiederum kann vermehrt Erkrankungen hervorrufen und auch Todesfälle. Die Wirkungen von Feinstaub sind sehr vielfältig."

Stickstoffoxide (NO und NO2)

Der Begriff Stickstoffoxide bezeichnet verschiedene gasförmige Verbindungen. Sie sind aus den Atomen Stickstoff (N) und Sauerstoff (O) aufgebaut. Stickstoffmonoxid (NO) und Stickstoffdioxid (NO2) sind die beiden wichtigsten. Die Stickstoffoxide gehören zu den sogenannten "Massenschadstoffen" in der Luft. Allein in Deutschland wird jedes Jahr mehr als eine Million Tonnen davon freigesetzt.

Wie entstehen Stickstoffoxide?

Sie entstehen durch Reaktionen bei Verbrennungsprozessen wie sie etwa von Auspuffen und Schornsteinen kommen. Stickstoffmonoxid (NO) entwickelt sich mit Luftsauerstoff in der Außenluft zum sogenannten sekundären NO2.

Gesundheitliche Gefahren

Hoffmann: "NO2 ist ein Reizgas. Wenn man es in höherer Konzentration einatmet, reizt es zunächst einmal alle Schleimhäute. An den Augen würde man zum Beispiel ein Brennen verspüren. Dieses Reizgas kann relativ tief in die Lunge eindringen, weil es schlecht wasserlöslich ist. Tief in der Lunge kann es dann zu Entzündungsvorgängen führen. Das betrifft dann vor allem Leute, die bereits eine Vorerkrankung haben, Asthma etwa oder eine chronisch obstruktive Lungenerkrankung. Sie bekommen dann möglicherweise häufiger Asthmaanfälle oder Atemnot. Inzwischen haben wir auch gesehen, dass die Sterbehäufigkeit an den Tagen ansteigt, an denen Stickstoffdioxid vermehrt in der Luft vorkommt." 

Schwefeloxide (SO und SO2).

Es gibt mehrere verschiedene Schwefeloxide wie Schwefelmonoxid (SO) und Schwefeldioxid (SO2). Schwefeldioxid (SO2) ist farblos. Es ist ein giftiges Gas, das einen stechenden Geruch hat und einen sauren Geschmack. 

Wie entstehen Schwefeloxide?

Sie entstehen bei der Verbrennung von Schwefel und schwefelhaltigen Brennstoffen wie etwa Kohle, Heizöl, Diesel und Benzin.

Gesundheitliche Gefahren

Hoffmann: "Seit bei uns die Kohlekraftwerke in aller Regel entschwefelt werden, ist der Ausstoß von Schwefeldioxid bei uns deutlich nach unten gegangen. Wir haben hier in Deutschland nur noch relativ niedrige Werte von Schwefeldioxid. Es ist – genauso wie Stickstoffoxid - ein Reizgas, das Entzündungen in der Lunge hervorrufen kann. Im Prinzip kann es die gleiche Wirkung haben wie Stickstoffoxid. Aber da die Werte in Deutschland relativ gering sind, gibt es nicht so gravierende Probleme wie beim Stickstoffdioxid. Was allerdings hinzukommt: Beide sind Vorläufersubstanzen für die Bildung von Feinstaub und wirken so wieder indirekt auf die Gesundheit." 

In anderen Weltregionen wurde die Rauchgasentschwefelung bei weitem nicht so konsequent umgesetzt wie in Deutschland. Besonders in Asien ist daher die Luftbelastung mit Schwefeloxiden noch sehr hoch und die Luft in den Städten oft sehr schlecht.  

Ammoniak (NH3)

In der Atmosphäre reagiert Ammoniak mit verschiedenen anderen Gasen, und es entwickeln sich Partikel (sekundär gebildeter Feinstaub). Ammoniak lagert sich in der Natur als Ammoniumsalz ab. Ammoniak ist ein Nervengift und kann im Wasser etwa Fischen schaden. Es kann auch Pflanzen schädigen und Böden belasten. Durch das Ammonium kommt es einerseits zur Versauerung der Böden, andererseits zu einer Anreicherung in den Böden. Ammoniak wird langsam im Boden abgebaut und in Nährstoffe - Nitrite und Nitrate umgewandelt. 

Wie entsteht Ammoniak?

Den größten Anteil an der Bildung von Ammoniak hat die Landwirtschaft. Sie ist zu rund 95 Prozent für diesen Schadstoff verantwortlich. Er entfällt auf Rinderhaltung, Schweine- und Geflügelhaltung und auch auf die Anwendung von Mineraldünger. 

Ammoniak kann sich in eine der vielen anderen stickstoffhaltigen Verbindungen umwandeln. Das wiederum hat Folgen für die Qualität der Atemluft, etwa durch die Bildung von Feinstaub und Ozon.

Gesundheitliche Gefahren 

Da sich Ammoniak in Feinstaub umwandeln kann, ist es auch genauso schädlich. Es kann Herz- Kreislauf-Erkrankungen und Atemwegserkrankungen hervorrufen. Auch hier gilt: Vorgeschädigte Personen, etwa Asthmatiker sind besonders gefährdet.

Ozon (O3)

Ozon in Bodennähe, das wir einatmen, gilt als sekundärer Schadstoff. Es wird bei starker Sonneneinstrahlung über komplexe photochemische Vorgänge überwiegend aus Stickstoffoxiden und den sogenannten flüchtigen organischen Verbindungen (NMVOC) gebildet.

Wie entsteht Ozon?

Die Vorläuferstoffe von Ozon sind vor allem menschengemacht: Die organischen Verbindungen sind oft Gase von Lösungsmitteln - etwa aus Lacken und Farben oder von Reinigungsmitteln. Auch der Straßenverkehr erzeugt solche flüchtigen organischen Stoffe - zum Beispiel wenn Treib- und Schmierstoffe ausgasen. Sie kommen aber auch in der Natur vor: Etwa in den Ausdünstungen aus Laub- und Nadelbäumen.

Gesundheitliche Gefahren

Hoffmann: "Ozon ist ein Reizgas und wirkt sich auch auf Entzündungsvorgänge in der Lunge aus. Wir wissen, dass Ozon kurzfristig die Sterblichkeit erhöht. Es gibt auch erste Studien, die zeigen, dass es bei denjenigen, die langfristig Ozonbelastungen ausgesetzt sind, eine erhöhte Sterblichkeitsrate gibt. Das wiederum wird vermutlich durch die erhöhte Entzündungsreaktion ausgelöst. Das Blut verklumpt schneller als es das normalerweise tun würde. Dann kommt es eher zu Herzinfarkten, Schlaganfällen und ähnlichem. Und auch hier kommt es zu Einwirkungen auf die Lunge mit Asthma und Luftnot."

Professor Barbara Hoffmann ist Arbeitsgruppenleiterin am Institut für Arbeits-, Sozial- und Umweltmedizin der Universität Düsseldorf