Was ist Feinstaub?

Luftgetragener Feinstaub (PM) ist kein einzelner Schadstoff, sondern ein Gemisch aus vielen chemischen Arten. Er ist ein komplexes Gemisch aus Feststoffen und Aerosolen, das sich aus kleinen Flüssigkeitströpfchen, trockenen Feststofffragmenten und festen Kernen mit Flüssigkeitsüberzügen zusammensetzt. Partikel variieren stark in Größe, Form und chemischer Zusammensetzung und können anorganische Ionen, metallische Verbindungen, elementaren Kohlenstoff, organische Verbindungen und Verbindungen aus der Erdkruste enthalten. Partikel werden für die Zwecke der Luftqualitätsvorschriften nach ihrem Durchmesser definiert. Partikel mit einem Durchmesser von 10 Mikrometern oder weniger (PM10) können in die Lunge eingeatmet werden und gesundheitsschädliche Wirkungen hervorrufen. Feinstaub ist definiert als Partikel mit einem Durchmesser von 2,5 Mikrometern oder weniger (PM2,5). Daher umfasst PM2,5 einen Teil von PM10.

Was ist der Unterschied zwischen PM10 und PM2,5?

PM10 und PM2,5 stammen oft aus unterschiedlichen Emissionsquellen und haben auch unterschiedliche chemische Zusammensetzungen. Emissionen aus der Verbrennung von Benzin, Öl, Dieselkraftstoff oder Holz erzeugen einen Großteil der PM2,5-Belastung, die in der Außenluft zu finden ist, sowie einen erheblichen Anteil an PM10. PM10 umfasst auch Staub von Baustellen, Mülldeponien und aus der Landwirtschaft, Waldbrände und Busch-/Abfallverbrennung, industrielle Quellen, vom Wind verwehten Staub von offenen Flächen, Pollen und Fragmente von Bakterien.
PM kann entweder direkt von Quellen emittiert werden (primäre Partikel) oder in der Atmosphäre durch chemische Reaktionen von Gasen (sekundäre Partikel) wie Schwefeldioxid (SO2), Stickoxide (NOX) und bestimmte organische Verbindungen gebildet werden. Diese organischen Verbindungen können sowohl aus natürlichen Quellen wie Bäumen und Vegetation als auch aus vom Menschen verursachten (anthropogenen) Quellen wie Industrieprozessen und Kraftfahrzeugabgasen emittiert werden. Die relative Größe von PM10- und PM2,5-Partikeln wird in der folgenden Abbildung verglichen.

Warum ist CARB besorgt über PM10 und PM2,5?

CARB ist besorgt über luftgetragene Partikel wegen ihrer Auswirkungen auf die Gesundheit der Kalifornier und die Umwelt. Sowohl PM2,5 als auch PM10 können eingeatmet werden, wobei sich einige in den Atemwegen ablagern, obwohl die Orte der Partikelablagerung in der Lunge von der Partikelgröße abhängen. PM2,5 gelangt eher in die tieferen Teile der Lunge und lagert sich dort an der Oberfläche ab, während PM10 eher an den Oberflächen der größeren Atemwege im oberen Bereich der Lunge abgelagert wird. Partikel, die sich auf der Lungenoberfläche ablagern, können Gewebeschäden und Lungenentzündungen hervorrufen.

Welche Arten von schädlichen Auswirkungen kann Feinstaub verursachen?

Eine Reihe von gesundheitsschädlichen Auswirkungen wurden mit der Exposition gegenüber PM2,5 und PM10 in Verbindung gebracht. Für PM2,5 wurde eine kurzzeitige Exposition (bis zu 24 Stunden Dauer) mit vorzeitiger Sterblichkeit, vermehrten Krankenhauseinweisungen wegen Herz- oder Lungenerkrankungen, akuter und chronischer Bronchitis, Asthmaanfällen, Besuchen in der Notaufnahme, Atemwegssymptomen und eingeschränkter Aktivität in Verbindung gebracht. Diese negativen Auswirkungen auf die Gesundheit wurden vor allem bei Säuglingen, Kindern und älteren Erwachsenen mit vorbestehenden Herz- oder Lungenkrankheiten festgestellt. Darüber hinaus wird PM2,5 von allen gängigen Luftschadstoffen mit dem größten Anteil an gesundheitsschädlichen Auswirkungen der Luftverschmutzung in Verbindung gebracht, sowohl in den USA als auch weltweit, basierend auf dem Global Burden of Disease Project der Weltgesundheitsorganisation.

Kurzfristige PM10-Belastungen wurden vor allem mit einer Verschlimmerung von Atemwegserkrankungen, einschließlich Asthma und chronisch obstruktiver Lungenerkrankung (COPD), in Verbindung gebracht, was zu Krankenhausaufenthalten und Besuchen in der Notaufnahme führte.
Langfristige (Monate bis Jahre) PM2,5-Belastungen wurden mit vorzeitigem Tod in Verbindung gebracht, insbesondere bei Menschen mit chronischen Herz- oder Lungenerkrankungen, sowie mit einem verminderten Wachstum der Lungenfunktion bei Kindern. Die Auswirkungen einer langfristigen PM10-Belastung sind weniger klar, obwohl mehrere Studien einen Zusammenhang zwischen langfristiger PM10-Belastung und Mortalität der Atemwege nahelegen. Die Internationale Agentur für Krebsforschung (IARC) veröffentlichte 2015 einen Bericht, der zu dem Schluss kam, dass Feinstaub in der Außenluft Lungenkrebs verursacht.

Diesel-PM: Eine spezielle Klasse von Feinstaub. Der feste Stoff in Dieselabgasen wird als Dieselpartikel (DPM) bezeichnet. Mehr als 90 % der DPM haben einen Durchmesser von weniger als 1 µm (etwa 1/70stel des Durchmessers eines menschlichen Haares) und sind somit eine Untergruppe von PM2,5. Weitere Informationen

Wer ist am stärksten durch Feinstaub gefährdet?

Forschungen weisen darauf hin, dass ältere Erwachsene mit chronischen Herz- oder Lungenerkrankungen, Kinder und Asthmatiker die Gruppen sind, die am ehesten durch PM10 und PM2,5 gefährdet sind. Außerdem sind Kinder und Kleinkinder anfälliger für Schäden durch das Einatmen von Schadstoffen wie PM, weil sie mehr Luft pro Pfund Körpergewicht einatmen als Erwachsene – sie atmen schneller, verbringen mehr Zeit im Freien und haben eine geringere Körpergröße. Darüber hinaus kann das unreife Immunsystem von Kindern dazu führen, dass sie anfälliger für Feinstaub sind als gesunde Erwachsene.
Forschungen der von CARB initiierten Children’s Health Study ergaben, dass Kinder, die in Gemeinden mit hohen PM2.5-Belastung lebten, ein langsameres Lungenwachstum hatten und im Alter von 18 Jahren kleinere Lungen aufwiesen als Kinder, die in Gemeinden mit niedriger PM2,5-Belastung lebten.

CARB nutzte die Risikobewertungsmethodik der U.S. EPA, um eine Bewertung der vorzeitigen Sterblichkeit im Zusammenhang mit der PM2,5-Belastung durchzuführen (California Air Resources Board 2010). Eine Aktualisierung dieser Analyse unter Verwendung von Luftqualitätsdaten aus den Jahren 2014-2016 ergab, dass die PM2,5-Exposition zu 5.400 (Unsicherheitsbereich von 4.200 – 6.700) vorzeitigen Todesfällen aufgrund kardiopulmonaler Ursachen pro Jahr in Kalifornien beiträgt. Darüber hinaus trägt PM2,5 zu etwa 2.800 Krankenhausaufenthalten wegen Herz-Kreislauf- und Atemwegserkrankungen (Unsicherheitsbereich 350 – 5.100) und zu etwa 6.700 Besuchen in der Notaufnahme wegen Asthma (Unsicherheitsbereich 4.200 – 9.300) pro Jahr in Kalifornien bei.

Wie wirkt sich Feinstaub auf die Umwelt aus?

Feinstaub hat in vielen wissenschaftlichen Studien gezeigt, dass er die Sichtbarkeit verringert und auch das Klima, Ökosysteme und Materialien negativ beeinflusst. Feinstaub, vor allem PM2,5, beeinflusst die Sichtbarkeit, indem er die Art und Weise verändert, wie Licht in der Atmosphäre absorbiert und gestreut wird. In Bezug auf den Klimawandel fördern einige Bestandteile der PM-Mischung in der Umgebung die Erwärmung des Klimas (z. B. schwarzer Kohlenstoff), während andere einen kühlenden Einfluss haben (z. B. Nitrat und Sulfat), so dass PM in der Umgebung sowohl klimawärmende als auch kühlende Eigenschaften hat. Feinstaub kann sich negativ auf Ökosysteme auswirken, einschließlich Pflanzen, Boden und Wasser durch Ablagerung von Feinstaub und seine anschließende Aufnahme durch Pflanzen oder seine Ablagerung im Wasser, wo er die Wasserqualität und -klarheit beeinträchtigen kann. Die metallischen und organischen Verbindungen in PM haben das größte Potenzial, das Pflanzenwachstum und den Ertrag zu verändern. Die Ablagerung von Feinstaub auf Oberflächen führt zur Verschmutzung von Materialien.

Ist Feinstaub ein Problem in Innenräumen?

Ein Teil des Feinstaubs in Innenräumen stammt aus dem Außenbereich, insbesondere PM2,5. Diese Partikel gelangen durch Türen, Fenster und „Undichtigkeiten“ in Gebäudestrukturen in Innenräume. Partikel können auch aus Quellen in Innenräumen stammen. Zu den Partikeln aus Innenräumen gehören Komponenten aus biologischen Quellen, von denen viele bekannte Allergene sind, wie Pollen, Schimmelpilzsporen, Hausstaubmilben und Kakerlaken. Auch Aktivitäten in Innenräumen erzeugen Partikel, darunter Tabakrauchen, Kochen und das Verbrennen von Holz, Kerzen oder Weihrauch. Partikel können sich in Innenräumen auch aus komplexen Reaktionen gasförmiger Schadstoffe bilden, die von Quellen wie Haushaltsreinigern und Lufterfrischern emittiert werden.

Was sind die Luftqualitätsstandards für Feinstaub?

Die Luftqualitätsstandards definieren die maximale Menge an Schadstoffen, die in der Außenluft vorhanden sein kann, ohne die menschliche Gesundheit zu schädigen. Im Jahr 2002 verabschiedete das Board nach einer umfangreichen Überprüfung der wissenschaftlichen Literatur einen neuen Jahresmittelwert für PM2,5 ppm und behielt die bestehenden Jahres- und 24-Stunden-Mittelwertstandards für PM10 bei. Der nationale Jahresmittelwert für PM2,5 wurde zuletzt im Jahr 2012 überarbeitet, nachdem eine umfassende Überprüfung neuer Literatur Hinweise auf ein erhöhtes Risiko vorzeitiger Sterblichkeit bei niedrigeren PM2,5-Konzentrationen als dem bestehenden Standard ergeben hatte. Die Überprüfung von 2012 führte zur Beibehaltung der bestehenden 24-Stunden-Mittelwerte für PM2,5 und PM10.

	PM2.5		PM10
	Jahresdurchschnitt	24-.Stundenmittelwert	Jahresmittelwert	24-.Stundenmittel
Nationaler Luftqualitätsstandard	12 µg/m3	35 µg/m3	Keine	150 µg/m3
California Ambient Air Quality Standard	12 µg/m3	Keine	20 µg/m3	50 µg/m3