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Luftbelastung durch Feinstaub in Westfalen
von Christian Büns und Nike Plagemann
Die Qualität der Luft ist seit Jahrzehnten ein wichtiges Thema. Nach Saurem Regen (s. Beitrag Lethmate) und Ozonproblematik ist in den vergangenen Jahren vor allem Feinstaub ein viel beachtetes Thema geworden. Auch in Westfalen besteht diese Problematik, die dabei nicht nur die Ballungsräume und das Ruhrgebiet, sondern auch die ländlichen Regionen betrifft.
Quellen für luftgetragene Stäube allgemein und Feinstäube im Speziellen resultieren sowohl aus anthropogenen als auch aus natürlichen Emissionen. Dabei befinden sich Staubpartikel mit Durchmessern von wenigen Nano- bis zu 100 Mikrometern (µm) in der Luft.
(1Die Umsetzung der Stufe 2 ist noch strittig)
Als Feinstaub - oder auch PM10 - werden dabei Partikel mit einem Durchmesser von kleiner 10 µm bezeichnet. Sie können direkt von einer Quelle in die Luft abgegeben werden (primäre Partikel) oder sie bilden sich aus Vorläufersubstanzen (sekundäre Partikel).
Feinstaub kann über weite Strecken windrichtungsabhängig transportiert werden. Diese Langstreckentransporte bilden einen erheblichen Anteil an der Hintergrundbelastung, unabhängig von lokalen Emittenten. Lokale Quellen für Feinstaub im Ruhrgebiet sind in erster Linie Industrieanlagen, Kraftwerke, Hausbrand und Verkehr. In eher ländlich geprägten Landesteilen Westfalens verursacht die Landwirtschaft zum einen durch die Tiermast und zum anderen durch die Emissionen von landwirtschaftlichen Böden PM10. Deutliche Feinstaubbelastungen sind ebenso entlang der Hauptverkehrsachsen in Westfalen nachweisbar.
Eine Gefahr für die menschliche Gesundheit geht von der Inhalierbarkeit der teils flüssigen, teils festen Partikel aus. Dabei sind nicht nur deren chemische Zusammensetzung, sondern vor allem auch ihre Größe entscheidend für die möglichen gesundheitsschädlichen Wirkungen auf den menschlichen Körper. Je kleiner die Partikel, desto tiefer können sie in die Lunge eindringen.
Seit dem 01. Januar 2005 gelten die zum Schutz der menschlichen Gesundheit von der EU festgelegten Grenzwerte für Partikel der Größenklasse PM10 (in Deutschland durch die 22. BImSchV) (Tab. 1).
Zuständig für die Aufstellung von Messstellen zur Überwachung der Luftqualität in Westfalen ist das Landesamt für Natur, Umwelt und Verbraucherschutz Nordrhein-Westfalen (LANUV NRW). Tagesaktuelle Daten der Messstellen können unter www.lanuv.nrw.de abgerufen werden.
Besteht die mittelbare Gefahr der Überschreitung der Grenzwerte oder werden diese tatsächlich überschritten, so ist die zuständige Bezirksregierung zur Aufstellung von Aktions- oder
Luftreinhalteplänen verpflichtet. In einigen Gemeinden Westfalens sind bereits solche Pläne in Kraft oder in Vorbereitung (Abb. 1).
Betrachtet man die langjährige Entwicklung der Feinstaub-Immissionen, so sieht man einen deutlich rückläufigen Trend, insbesondere an den städtischen Stationen (Abb. 2). Technische Weiterentwicklungen im Bereich der Abgasfilter, der Motoreneffizienz und eine Abnahme der Emissionen aus dem Hausbrand durch verbesserte Heiztechnik reduzierten die Produktion der primären Partikel sowie auch der Vorläufersubstanzen sekundärer Partikel. Dadurch kam es zu einer Abnahme der PM10-Konzentrationen in den Städten.
Dieser rückläufige Trend gilt allerdings nicht für alle städtischen Messstationen der Ballungsgebiete. Vor allem an innerstädtischen Verkehrsmessstellen werden regelmäßig Überschreitungen der Grenzwerte festgestellt (Abb. 1). Maßnahmen der Aktions- und Luftreinhaltepläne zielen daher in erster Linie auf eine Reduzierung der verkehrsbedingten Emissionen ab: Sperrung von Straßenzügen für
schwere Nutzfahrzeuge, Einrichtung von Umweltzonen, Förderung von schadstoffarmen Fahrzeugen.
Betrachtet man zwei typische Jahresverläufe der PM10-Konzentration an zwei nahe gelegenen, aber unterschiedlichen Stationen (Stadt-Land-Vergleich der Stationen Bielefeld und Eggegebirge, Abb. 3), so erkennt man zunächst durchgängig höhere Werte an der städtischen Station. In den Wintermonaten treten allenthalben höhere Konzentrationen auf als in den Sommermonaten. Die höheren Feinstaubkonzentrationen im Winter sind durch die unterschiedliche Mächtigkeit der atmosphärischen Grenzschicht zu erklären: In einer gut entwickelten Mischungsschicht im Sommer werden bodennah emittierte Stoffe besser vermischt und verdünnt. Im Winter dagegen werden die Stoffe in eine flache Luftschicht emittiert und treten dort infolgedessen in höheren Konzentrationen auf. Insgesamt liegen die Feinstaubwerte der städtischen Station (Bielefeld) klar über denen der ländlichen Station (Eggegebirge).
Wie die Trends zeigen, kam es in Westfalen in den letzten Jahren, auch aufgrund der gesetzlichen Vorgaben, zu einer Verbesserung der Luftqualität (Abb. 2). Dennoch besteht vor allem im Straßenverkehr weiterhin Potenzial zur Einsparung von Emissionen. Die Staubkonzentrationen in der Luft werden jedoch nur noch verhältnismäßig langsam abnehmen können, da eine hohe regionale Hintergrundbelastung besteht, die durch lokale Maßnahmen nur bedingt beeinflussbar ist.
Danksagung: Wir danken dem Landesamt für Natur, Umwelt und Verbraucherschutz NRW (LANUV) für die Bereitstellung umfangreichen Datenmaterials.
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Weiterführende Literatur/Quellen
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Büns, C., M. Fiebig, S. Jacobs, O. Klemm, N. Plagemann, M. Scholz, S. Wagener und T. Wrzesinsky (2007): Lufthygiene. In: Geographische Kommission für Westfalen (Hg.): Geographisch-landeskundlicher Atlas von Westfalen, 13. Lieferung. Münster |
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Landesamt für Natur, Umwelt und Verbraucherschutz NRW (LANUV) (2007): Jahreskennwerte. o. O. (www.lanuv.nrw.de/luft/immissionen; abgerufen am 05.06.2007) |
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Bundesministerium der Justiz (Hg.) (2007): Verordnung über Immissionswerte für Schadstoffe in der Luft vom 11. September 2002. (= BGBl. I, S. 3626), zuletzt geändert durch Artikel 1 der Verordnung vom 27. Februar 2007 (= BGBl. I, S. 241). Bonn |
Erstveröffentlichung 2007
