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Fijnstof
Shanghai unter einer feinen Staubdecke
Feinstaub über NordenIndien und Bangladesch

Feinstaub ist eine Mischung aus mikroskopisch kleine feste Partikel die kleiner als 10 . sind Mikrometer. Diese Partikel sind unterschiedlicher Größe, Herkunft und chemischer Zusammensetzung. Der in der Luft schwebende Feinstaub wird auch als Aerosol.[1]

Feinstaub ist eine Form von Luftverschmutzung, die ernsthafte gesundheitliche Probleme verursachen können. von epidemiologische und toxikologisch Daten zeigen, dass Feinstaub beim Einatmen gesundheitsschädlich ist. So führt es bei Menschen mit Erkrankungen der Atemwege und Herz- und Gefäßerkrankungen um ihre Symptome zu verschlimmern und die Lungenentwicklung bei Kindern zu beeinträchtigen.[2][3] Die maximal zulässigen Grenzwerte für Feinstaub werden vielerorts in Europa überschritten.

Feinstaubarten und Herkunft

Die Feinstaubklassifizierung erfolgt nach abnehmender Größe:[4]

  • Uhr10: ein aerodynamischer Durchmesser kleiner als 10 Mikrometer. PM steht für Feinstaub.[4]
  • Uhr2,5: ein Durchmesser kleiner als 2,5 Mikrometer.
  • Uhr0,1: ein Durchmesser von weniger als 0,1 Mikrometer (ultrafeine Partikel). Die wissenschaftliche Definition in der EU lautet jedoch „alle Partikel größer als 7 nm“ (0,007 µm). Im Jahr 2021 kann dieser Messstandard auf 10nm angepasst werden[5]

Außerdem gibt es primär und sekundär Teilchen unterscheiden:[6]

  • Primärer Feinstaub ist das Ergebnis von Verbrennung, Reibung oder Verdunstung. Beispiele sind die Verbrennung von fossile Brennstoffe (Erdöl, Erdgas, Kohle und Holz), die Vermahlung von Materialien in der Industrie (in Mischfutter, Metall- oder Chemieunternehmen). Neben menschlichen Aktivitäten kann Feinstaub auch auf natürliche Weise entstehen: durch Winderosion (die Partikel von Gebäuden oder Felsen abreibt), durch Verdunstung von Meerwassertröpfchen.
  • Sekundärer Feinstaub entsteht, wenn Moleküle ansäuernder Stoffe wie such Stickoxide (NEINX), Schwefeldioxid, (SO2), Ammoniak (NH3), flüchtige organische Verbindungen und Ozon (O3) verbinden zu festen Partikeln. Außerdem können sie auch wieder an Primärpartikeln haften.

Eine weitere Spezifikation der Emissionen aus Feinstaubquellen ergibt folgende Kategorien:

In den Niederlanden

Die Quellen von PM10 (einer Art von Feinstaub) verursacht durch menschliche Aktivitäten in den Niederlanden im Jahr 2002[8]

Etwa zwei Drittel des Feinstaubs in der Luft über den Niederlanden stammen aus Nachbarländern. Die Niederlande produzieren jedoch mehr Feinstaub, als sie aus anderen Ländern erhalten. Etwa 15 % stammen aus menschlichen Aktivitäten in den Niederlanden, insbesondere aus den Sektoren Verkehr, Energie und Industrie.[9] Im Westen besteht der Feinstaub – je nach Windrichtung und Standort – größtenteils aus dem ungefährlichen[2] Meersalz. Der Raum London, Amsterdam, Rotterdam, Antwerpen und das Ruhrgebiet gilt als die schlimmste Verschmutzungsquelle in Europa.

In den Niederlanden ist Holzrauch für 10 bis 12 % des Feinstaubs in der Luft verantwortlich, der Rest stammt aus Industrie und Dieselmotoren.[10][11] In einem Test in Schoorl durchgeführt von der Energieforschungszentrum der Niederlande 2009 wurde festgestellt, dass Holzrauch sogar für 9 bis 27 Prozent der lokalen PM10-Konzentration verantwortlich war, verglichen mit 30 bis 39 Prozent von PM2,5.[12] Laut einem Bericht der Gesundheitsrat ab Januar 2018 war die Beheizung von Wohnungen und Gebäuden abgeschlossen Holzöfen im Durchschnitt verantwortlich für 1 bis 2 Prozent des Feinstaubs (PM 2,5) in der Luft über den Niederlanden; NRC Handelsblad warnte jedoch davor, dass genaue Emissionen aufgrund der Unsicherheit bei einer Reihe variabler Faktoren schwer zu bestimmen sind und dass die tatsächlichen Emissionen wahrscheinlich höher als 1-2 % sein werden.[11] Untersuchungen des RIVM im Oktober 2018 ergaben, dass 0,5 % der Feinstaubemissionen aus Holzrauch von Lagerfeuer, wie Osterfeuer insbesondere in den nördlichen, östlichen und mittleren Niederlanden, zum Beispiel Silvesterbrände in Den Haag und Faultier feuert in Nordholland.[13] Auch Grill (mit Holzkohle) ist eine häufige Quelle für Feinstaubbelästigungen; Nach Recherchen des Rechtshilfe-Informationszentrums aus dem Jahr 2016 ist Grillrauch für 3% aller Nachbarstreitigkeiten verantwortlich, weil viele Menschen gerne in ihrem Garten grillen möchten, ihre Nachbarn aber durch den Rauch gesundheitliche Probleme haben.[14]

Außerdem Ursachen Silvesterfeuerwerk auch 0,5% der jährlichen Feinstaubemissionen.[13] In den Niederlanden werden in der ersten Stunde nach dem Jahreswechsel durch das massive Abfeuern von Feuerwerkskörpern sehr hohe Feinstaubkonzentrationen beobachtet. Vor dem Jahreswechsel 2019–2020 fielen die Feinstaubemissionen von Feuerwerkskörpern in den Niederlanden deutlich stärker aus als in Belgien, wo die von Luftsensoren gemessenen Feinstaubwerte gegen Mitternacht stabil blieben.[15]

In Belgien

In einem Zwischenbericht vom Oktober 2020 hat die Flämische Umweltbehörde eine Reduzierung des Feinstaubs gegenüber dem Jahr 2000. Dennoch hat die aktuelle Luftverschmutzung noch immer negative Auswirkungen auf die Gesundheit.[16]

Standardisierung

europäischer Standard

Die obige Abbildung „Partikelquellen“ zeigt, dass es sich um ein grenzüberschreitendes Umweltproblem handelt. deshalb, die Europäische Union Standards für Feinstaub. Im Jahr 2005 durfte der Feinstaub im Tagesdurchschnitt über ein ganzes Jahr hinweg den Wert von 40 Mikrogramm pro Kubikmeter nicht überschreiten. Der tägliche Durchschnitt der Feinstaubkonzentration durfte nur an 35 Tagen im Jahr 50 Mikrogramm pro Kubikmeter überschreiten. Diese Standards sollten 2010 verschärft werden, aber diese indikativen Grenzwerte wurden überarbeitet, da mehr Informationen zu Gesundheits- und Umweltauswirkungen, technischer Machbarkeit und Erfahrungen mit der Anwendung der Grenzwerte der Stufe 1 vorliegen.

Europäische Normen für Feinstaub PM10 ab 2005 und PM2,5 ab 2015.[17][18]

Uhr10

seit 1. Januar 2005

Uhr2.5

seit 1. Januar 2015

Jährlicher Durchschnitt40 µg/m²325 µg/m²3
Tagesdurchschnitt (24 Stunden)

Maximale Anzahl von Überschreitungen pro Jahr

50 µg/m²3

35

-

-

Die europäischen Mitgliedsstaaten müssen ihre eigenen Gesetze erarbeiten, um die europäischen Standards zu erfüllen. Im Jahr 2004 haben die Niederlande die Standards mit dem Raumordnungsrecht verknüpft. Dies erschwert Bautätigkeiten in den Niederlanden an Orten mit hohen Feinstaubkonzentrationen erheblich. Bis zum Staatskanzlei ist eine Reihe von Entscheidungen der Niederländisches Kabinett für den Bau von Hauptverkehrszeiten und für einen Autobahnausbau zerstört, da die Feinstaubkonzentration durch diese Aktivitäten ansteigen würde. Der Bau neuer Inseln für IJburg wurde geschlossen. Auch dies behindert die Ansiedlung neuer Industrien mancherorts stark.

Unter Berücksichtigung des natürlich Vorhandenen Meersalz in der Luft kann mit Hilfe der Meersalzkorrektur die berechnete Zahl der Überschreitungen pro Jahr wird nach unten korrigiert. In verschiedenen Regionen wird untersucht, ob durch das Pflanzen von Bäumen und Sträuchern die Feinstaubkonzentrationen reduziert werden können.[19]

Standard der Weltgesundheitsorganisation

Das Weltgesundheitsorganisation (oder WHO) hat strengere Standards als die Europäische Union.

Die Höchststandards für Feinstaub laut Weltgesundheitsorganisation sind[20]:

  • Uhr10 = 20 µg/m³
  • Uhr2,5 = 10 µg/m³

Konzentrationen

Uhr10

Anzahl der Tage im Jahr 2006, an denen der Richtwert für Feinstaub in den Niederlanden überschritten wurde[8]

Im Die Niederlande und Belgien überschreiten die Konzentrationen Feinstaub, insbesondere die Standards im Umkreis von 100 Metern von einem geschäftigen Autobahn, oder innerhalb von 50 Metern von einer stark befahrenen Stadtstraße. In bebauten Gebieten werden stark erhöhte Konzentrationen in der Nähe von Kaminöfen gemessen. Im große Gemeinden in den Niederlanden dadurch sind bis zu 10 % der Bevölkerung zu viel Feinstaub ausgesetzt (Stand 2004). Dennoch sind die Konzentrationen aus dem achtziger Jahre des zwanzigstes Jahrhundert verringert (von 116 Kilotonnen Partikelemissionen im Jahr 1980 auf 47 Kilotonnen im Jahr 2002). Dies ist vor allem auf Maßnahmen in der Industrie zurückzuführen, insbesondere durch die Entschwefelung der Abgasemissionen und im Pkw durch sauberere Motoren und Katalysatoren (Reduzierung der Emission von Stickoxiden, der Vorstufe des Ammoniumnitrats). Dieselautos werden zunehmend Partikelfilter in Benutzung. Die Probleme in den Verkehrszonen werden durch ein verbessertes Motormanagement und den Einsatz von Dieselpartikelfiltern trotz steigender der Verkehr. Durch die zunehmende Anzahl von Kaminöfen steigt der Feinstaubgehalt lokal an.

Von 2003 bis 2004 gab es in den Niederlanden einen Trendbruch für Konzentrationen in ländlichen Gebieten. Darüber hinaus besteht eine Unsicherheitsmarge von 20 % für Gebiete mit hoher Konzentration und von 40 % für den Norden der Niederlande. Aufgrund besonderer Wetterlagen werden die zulässigen Feinstaubwerte regelmäßig in Gebieten überschritten, in denen unter normalen Umständen keine Überschreitung gemessen werden kann. Ende 2006 stellte das Amsterdam Municipal Health Service (GGD) fest, dass die PM-Konzentrationen ab 1999 nicht mehr zurückgegangen sind10 sind nachweisbar.[21] Das hat auch das RIVM Ende 2007 festgestellt.[22]

Im Jahr 2005 wurde die Amsterdam Veerkade und Ruhige Veerkade in Den Haag von Milieuverteidigung (basierend auf Zahlen von RIVM) als die schmutzigsten Straßen der Niederlande bezeichnet[23]; 2007 war es das weena in Rotterdam. Im Februar 2006 wurde bekannt, dass die Gemeinde Den Haag durch ein Experiment mit einem sogenannten Feinstaub-Blitzer wollte die Schadstoffbelastung des vorbeifahrenden Verkehrs ermitteln. In den nächsten 5 bis 10 Jahren wird die Zahl der Engpässe in der Luftqualität sowohl bei Feinstaub als auch bei Stickstoffdioxid stark zurückgehen. Die Ringstraßen der Großstädte und die verkehrsreichsten innerstädtischen Straßen der Randstad gehören zu den hartnäckigsten Engpässen der Luftqualität.[9]

Im Jahr 2006 lebten 420.000 Menschen an einem Ort in den Niederlanden, an dem die Grenzwerte für Feinstaub überschritten wurden, insbesondere im Westen des Landes. Die meisten Überschreitungen treten in Gemeinden mit viel Industrie, stark befahrenen Straßen, Häfen und in einigen landwirtschaftlichen Gebieten in Nordbrabant und Limburg auf.[24]

Uhr2,5

Durchschnittliche PM2,5 Konzentration in Belgien (2019)

Gesundheitsschäden entstehen bekanntlich hauptsächlich durch den kleineren Anteil der Partikelgrößenverteilung: die PM2.5. Diese Partikel dringen am tiefsten in die Lunge ein und verursachen den größten Schaden. Auch dieser Anteil wird maßgeblich durch den Menschen verursacht, insbesondere durch Heizung, Straßenverkehr und Schifffahrt. In der EU ist die Beheizung mit Biomasse (hauptsächlich Holz) für mehr als 40 % des Feinstaubs verantwortlich.[25] Typischerweise ist jedoch der PM10 gemessen, weil es einfacher ist und weil historische Reihen miteinander verglichen werden können. Außerdem werden die Messwerte in Modellen verwendet, die letztendlich die Konzentrationen bestimmen. Wenn Sie die Masse einer Probe messen PM10 bestimmt, was an sich mit einer hohen Unsicherheitsmarge verbunden ist[26], misst man zu etwa einem Drittel, wie viele große Partikel (zwischen 2,5 und 10 Mikrometer) in dieser Fraktion enthalten sind: Schließlich ist das Gewicht der Partikel proportional zum Kubikmeter ihrer Größe (siehe Inhalt). Uhr10 also keine sehr gute größe. Staubfilter und ein verbessertes Motormanagement bewirken, dass die Masse Uhr10 sinkt und damit auch die Masse PM2.5, aber das Fraktion der kleinsten Partikel zunimmt (Partikel kleiner als 100 Nanometer). So kann es in sauberen Motoren zu einer Verschiebung des Partikelspektrums zu den kleinsten Partikeln kommen, was die Masse reduziert - auch für PM2.5 - aber die Zahl der Partikel unter 100 Nanometer nimmt zu. Dieses Phänomen wurde auch 2011 durch Messungen bestätigt.[27] Diese ultrafeinen Partikel lagern sich leichter in der Lunge ab: Die Zahl der abgelagerten Partikel kann daher dort zunehmen, während die abgelagerte Masse abnimmt.

Der größte Massenanteil in PM2.5 stammt derzeit aus Stickstoff(mon)oxiden (NO) aus dem LKW-Verkehr, Ozon aus photochemischen Reaktionen und aus Ammoniak aus der Fabrikindustrie: Zusammen bilden diese Gase das Ammoniumnitrat (NH4NEIN3). Die chemische Reaktion von NO zu HNO3 verläuft nach 3NO O3 → 3NO2 und 3NO2 3OH → 3HNO3. Die Reaktion auf NH4NEIN3 verfährt nach HNO3 NH3 → NH4NEIN3.

Die EU-Luftqualitätsrichtlinie 2008 enthält erstmals Grenz- und Zielwerte für PM2,5. Der Grenzwert für den Jahresmittelwert PM2,5-Konzentration 25 µg/m²3 Stand 2015. Aktuelle Konzentrationen von PM2,5 in Belgien und den Niederlanden variieren von 13 µg/m3 bis über 30 µg/m²3 auf stark befahrenen Straßen. Die Leitlinie enthält auch einen Mechanismus, der darauf abzielt, die durchschnittliche Konzentration von PM . im städtischen Hintergrund zu reduzieren2,5 reduzieren.[28]

Auswirkungen auf die Gesundheit

Durchschnittliche PM10Konzentration in Belgien im Jahr 2006, Quelle IRCEL - CELINE

Atmung und Kreislauf

Staubpartikel, die größer als 10 Mikrometer (ein Hundertstel Millimeter) sind, werden von der Nase zurückgehalten und über die Schleimhaut ausgeschieden. Kleinere Partikel sind Feinstaub, der beim Einatmen in die Lunge gelangt. Dadurch wird die Lunge geschädigt, aber wie genau dies geschieht, ist nicht bekannt. Das Hypothese ist, dass die kleinen Teilchen entzündliche Reaktionen und erschweren die Sauerstoffaufnahme. Diese Entzündungsreaktionen, bei denen Radikale freigesetzt sind schädlich für das Herz. Feinstaub kann auch dazu führen, dass das Blut dickflüssiger was das Herzinfarktrisiko erhöht. Es wurden neurologische Effekte von Feinstaub festgestellt, die beispielsweise die Herzmuskelfunktion negativ beeinflussen können. Schließlich werden Radikale mit frühen Altern.[9]

Es ist nicht so klar, wie sich die chemische Zusammensetzung auf das Ausmaß der Gesundheitsschädigung auswirkt. Manche Menschen reagieren empfindlicher auf Feinstaub als andere, aber es ist unmöglich vorherzusagen, welche Personen Schaden erleiden werden. Es wurde plausibel gemacht, dass bei einer höheren Expositionskonzentration und bei einer größeren Sensibilität das Gesundheitsrisiko größer ist. Besonders gefährdete Gruppen sind Alten und Personen mit Herz-Kreislauf oder Lungenerkrankungen.[9] Darüber hinaus hat die Forschung gezeigt, dass Kinder durch das jahrelange Einatmen von Feinstaub eine verminderte Entwicklung der Lunge haben.[29]

Morbidität und Mortalität

Epidemiologische und toxikologische Studien weisen darauf hin, dass in den Niederlanden jedes Jahr mehrere Tausend Menschen vorzeitig an den Folgen einer kurzzeitigen Feinstaubbelastung sterben. Das Mortalität aufgrund chronischer Exposition kann ein Vielfaches davon möglich sein. Die Dauer der Lebensverkürzung ist vermutlich kurz: wenige Tage bis Monate.[2] Neben der Sterblichkeit spielt auch Feinstaub eine Rolle Morbidität eine wichtige Rolle: Viele Menschen erkranken aufgrund der Feinstaubbelastung. Die Exposition gegenüber Feinstaub verschlimmert ihre Symptome bei Menschen mit Atemwegs- und Herz-Kreislauf-Erkrankungen. Die Einheit DALY (Behinderungsbereinigte Lebensjahre) misst sowohl Mortalität als auch Morbidität. Bei chronischer PM-Exposition10 Die Zahl der DALYs in den Niederlanden ist beachtlich: zwischen 7000 und 13000 pro Million Einwohner. Das sind ungefähr 5 % der Gesamtmenge Bürde der Krankheit in den Niederlanden.[30] Es Lungenfonds hat eine soziale Kosten-Nutzen-Analyse (SCBA), die auf der Grundlage der DALYs ergab, dass die gesellschaftlichen Kosten von Feinstaub durch Gesundheitsschäden zwischen 4 und 40 Milliarden Euro pro Jahr liegen.[31] Zum Vergleich: Für 4 Milliarden Euro können ca. 8 Millionen Partikelfilter installiert werden.

Studien zeigen, dass es keine sichere Untergrenze für die Exposition gegenüber Feinstaub gibt: Egal wie klein die Exposition ist, es gibt messbare schädliche Auswirkungen auf die Gesundheit.[3] Die aktuellen Standards sind daher ein Kompromiss zwischen Gesundheitsinteressen und sozioökonomischen Interessen.

Gehirn

Neuere Forschungen haben auch einen Zusammenhang zwischen der Exposition gegenüber Feinstaub und Gehirnfunktionen. Inklusive TurnierSchachspieler und Schiedsrichter gemacht von Bedeutung mehr Fehler bei höherer Belichtung.[32] Generell ist ein Rückgang der kognitiv Fähigkeiten aufgezeichnet.[33]

Andere Umweltauswirkungen

Einige Feinstaubarten (insbesondere Sulfataerosole) wirken kühlend und kompensieren somit teilweise die verstärkte Treibhauseffektweil sie Sonnenlicht reflektieren. Dieses Phänomen wird auch als bezeichnet globale Sonnenfinsternis erwähnt. Andere Feinstaubarten wie Ruß absorbieren Wärme und verstärken den Treibhauseffekt. Rußniederschlag auf Schnee und Eis führt zu einer geringeren Reflexion des Sonnenlichts und damit zu einem schnelleren Schmelzen von Schnee und Eis. Der Schwefelgehalt der Luft ist in den letzten Jahrzehnten durch Filter und schwefelarme Kraftstoffe stark zurückgegangen. Der Nettoeffekt ist höchstwahrscheinlich eine Verringerung der Erderwärmung[Quelle?]

Schutz

Die Verwendung von Mundschutzkappen wie FFP1 oder FFP2 mit Ventil während der Arbeit reicht nicht aus, um Feinstaub zu stoppen. Heutige Staubsauger enthalten Luftfilter, die einigermaßen zufriedenstellend sind. Diese Filter sind hocheffiziente Partikelluftfilter, abgekürzt de HEPA filtert. Dieser hochwertige Filter filtert mindestens 85% der Partikel bis zu einer Größe von 0,3 Mikrometern wie Haushaltsstaub, Pollen, Hausstaubmilben und verschiedene Allergene. Ultrafeine Partikel können auf diese Weise nicht gestoppt werden.

Externe Links