Umed Info 19 - Öffentlicher Gesundheitsdienst
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<strong>19</strong><br />
Oktober<br />
2007<br />
<strong>Umed</strong> <strong>Info</strong> <strong>19</strong><br />
Feinstaub -<br />
Exposition und gesundheitliche Wirkungen<br />
Fortbildungsveranstaltung am 25. Oktober 2005<br />
ISSN 1615-7974<br />
REGIERUNGSPRÄSIDIUM STUTTGART<br />
LANDESGESUNDHEITSAMT
REGIERUNGSPRÄSIDIUM STUTTGART<br />
LANDESGESUNDHEITSAMT<br />
<strong>Umed</strong> <strong>Info</strong> <strong>19</strong><br />
Feinstaub -<br />
Exposition und gesundheitliche<br />
Wirkungen<br />
Fortbildungsveranstaltung am 25. Oktober 2005
Impressum<br />
Regierungspräsidium Stuttgart<br />
Landesgesundheitsamt<br />
Nordbahnhofstr. 135 · 70<strong>19</strong>1 Stuttgart<br />
Tel. 0711 904-35000 · Fax 0711/904-37105<br />
abteilung9@rps.bwl.de<br />
www.rp-stuttgart.de<br />
www.gesundheitsamt-bw.de<br />
Redaktion:<br />
Dr. Hanswerner Jaroni<br />
Tel. 0711 904-39640<br />
hanswerner.jaroni@rps.bwl.de<br />
Oktober 2007<br />
ISSN 1615-7974<br />
Anmerkung in eigener Sache:<br />
Das <strong>Umed</strong> <strong>Info</strong> erscheint in unregelmäßigen Abständen mit Berichten zu aktuellen<br />
umweltmedizinischen Fragestellungen. Die im <strong>Umed</strong> <strong>Info</strong> wiedergegebenen<br />
namentlich gekennzeichneten Beiträge müssen nicht mit der Auffassung<br />
des Landesgesundheitsamtes übereinstimmen. Verantwortlich für den Inhalt<br />
sind die Autoren. Herausgeber und Redaktion übernehmen keine Gewähr, insbesondere<br />
für die Richtigkeit, Genauigkeit und Vollständigkeit der Angaben<br />
sowie die Beachtung privater dritter Rechte.
<strong>Umed</strong> <strong>Info</strong> <strong>19</strong><br />
Inhaltsverzeichnis<br />
Editorial ........................................................................................................... 5<br />
Feinstäube - was sind das und wie werden sie gemessen?<br />
Thomas Gabrio .............................................................................................. 7<br />
Feinstaubbelastungen in der Außenluft und Beitrag verschiedener<br />
Quellen – Ergebnisse von Untersuchungen der UMEG<br />
Peter Pesch ................................................................................................... 29<br />
Charakterisierung der Feinstaubbelastungen bei Kindern –<br />
Untersuchungen des Landesgesundheitsamtes in der<br />
Außen –und Innenraumluft<br />
Bernhard Link ……………………………………………………………………… 47<br />
Maßnahmenpläne zur Senkung der Feinstaubbelastungen –<br />
Rechtlicher Hintergrund und Ziele<br />
Arno Naumann ……………………………………………………………………. 57<br />
Feinstaub und Gesundheit - Stellungnahme der Deutschen<br />
Gesellschaft für Pulmonologie<br />
Konrad Maier ................................................................................................. 71<br />
Anwendung von Zellkulturen zur Untersuchung toxischer<br />
Wirkungen von Feinstäuben<br />
Silvia Diabaté ................................................................................................. 92<br />
Anhang 1<br />
Feinstaubexposition in Innenräumen – Ergebnisse einer<br />
Expertenanhörung vom 11.07.05 .................................................................. 110<br />
Anhang 2<br />
Feinstaub in Schulgebäuden – Ergebnisse einer<br />
Expertenanhörung vom 05.05.06.................................................................. 114<br />
Referenten .................................................................................................... 116<br />
Regierungspräsidium Stuttgart, Landesgesundheitsamt
<strong>Umed</strong> <strong>Info</strong> <strong>19</strong><br />
Editorial<br />
Belastungen durch partikuläre Bestandteile der Luft sind seit vielen Jahren Gegenstand<br />
der Umwelttoxikologie und der Luftreinhaltung. Während der Mitte des letzten<br />
Jahrhunderts spielten Stäube vor allem im Zusammenhang mit Schwefeldioxid bei<br />
den Wintersmogverordnungen eine Rolle. In den letzten Jahrzehnten sind dagegen<br />
eher die kleineren Staubbestandteile ins Blickfeld geraten. So sind für die Partikel mit<br />
einem aerodynamischen Durchmesser < 10 µm im Jahr <strong>19</strong>99 mit der EG-Richtlinie<br />
Immissionsgrenzwerte zur Reduktion der Partikel-Belastungen in der Luft beschlossen<br />
worden, die seit 2005 im vollen Umfang gelten. Die Überschreitung dieser<br />
Grenzwerte an zahlreichen straßennahen Standorten haben in der Öffentlichkeit zu<br />
emotional gefärbten Auseinandersetzungen über die sich daraus ergebenden Konsequenzen<br />
geführt.<br />
Als Folge dieser Grenzwertüberschreitungen sind von den Regierungspräsidien Aktionspläne<br />
für die Gemeinden mit Grenzwertüberschreitungen erstellt worden, mit denen<br />
Maßnahmen zur Senkung der Belastung ergriffen werden sollen. Es ist allerdings<br />
abzusehen, dass die vorgeschlagenen Maßnahmen nicht immer zu einer Einhaltung<br />
der Grenzwerte führen werden. Aus diesem Grund wird die Frage nach den<br />
gesundheitlichen Wirkungen erhöhter Feinstaubbelastungen auch weiterhin aktuell<br />
bleiben. Der öffentliche <strong>Gesundheitsdienst</strong> hat in dieser Diskussion als Vermittler des<br />
Fachwissens an den Laien eine besondere Verantwortung. Mit der Fortbildungsveranstaltung<br />
zu diesem Thema und der Bereitstellung der dort vermittelten Unterlagen<br />
soll dem ÖGD eine Hilfestellung bei der Wahrnehmung seiner Aufgaben im Bereich<br />
des umweltbezogenen Gesundheitsschutzes gegeben werden.<br />
Zur Abrundung der Thematik zu Feinstaub sind diesem <strong>Umed</strong>-<strong>Info</strong> im Anhang noch<br />
die Ergebnisse zweier Expertengespräche beigefügt, die vom Landesgesundheitsamt<br />
durchgeführt worden sind. Ich denke, dass diese beiden Beiträge die wesentlichen<br />
Gesichtspunkte der gesundheitlichen Bewertung von Feinstäuben zusammenfassend<br />
nochmals darlegen.<br />
Dr. Bernhard Link<br />
Regierungspräsidium Stuttgart, Landesgesundheitsamt 5
Feinstäube - was sind das und wie werden sie gemessen? <strong>Umed</strong> <strong>Info</strong> <strong>19</strong><br />
Thomas Gabrio<br />
Stuttgart<br />
Feinstaubbelastung der Außen- und<br />
Innenraumluft<br />
Ravensburg<br />
150<br />
Stuttgart - Ravensburg<br />
PM-10 S<br />
PM-2.5 S<br />
PM-1.0 S<br />
100000<br />
90000<br />
200000<br />
180000<br />
Büro eines Rauchers<br />
Außenluft<br />
PM-10 R<br />
PM-2.5 R<br />
PM-1.0 R<br />
80000<br />
160000<br />
µg/m3<br />
100<br />
Partikel/cm3<br />
70000<br />
60000<br />
50000<br />
40000<br />
Partikel/cm3<br />
140000<br />
120000<br />
100000<br />
80000<br />
50<br />
30000<br />
60000<br />
20000<br />
40000<br />
10000<br />
20000<br />
0<br />
03.02.05<br />
05.02.05<br />
07.02.05<br />
09.02.05<br />
11.02.05<br />
13.02.05<br />
15.02.05<br />
17.02.05<br />
<strong>19</strong>.02.05<br />
21.02.05<br />
23.02.05<br />
25.02.05<br />
27.02.05<br />
01.03.05<br />
03.03.05<br />
05.03.05<br />
07.03.05<br />
09.03.05<br />
11.03.05<br />
13.03.05<br />
15.03.05<br />
17.03.05<br />
<strong>19</strong>.03.05<br />
21.03.05<br />
23.03.05<br />
25.03.05<br />
27.03.05<br />
29.03.05<br />
31.03.05<br />
02.04.05<br />
04.04.05<br />
06.04.05<br />
0<br />
6:39<br />
7:32<br />
8:25<br />
9:18<br />
10:11<br />
11:04<br />
11:57<br />
12:50<br />
13:43<br />
14:36<br />
15:29<br />
16:22<br />
17:15<br />
18:08<br />
<strong>19</strong>:01<br />
<strong>19</strong>:54<br />
20:47<br />
21:40<br />
22:33<br />
23:26<br />
0:<strong>19</strong><br />
1:12<br />
2:05<br />
2:58<br />
3:51<br />
4:44<br />
5:37<br />
0<br />
5:52<br />
6:15<br />
6:38<br />
7:01<br />
7:24<br />
7:47<br />
8:10<br />
8:33<br />
8:56<br />
9:<strong>19</strong><br />
9:42<br />
10:05<br />
10:28<br />
10:51<br />
11:14<br />
11:37<br />
12:00<br />
12:23<br />
12:46<br />
13:09<br />
13:32<br />
13:55<br />
14:18<br />
14:41<br />
15:04<br />
15:27<br />
Vergleich der Feinstaubbelastung<br />
Stuttgart (LGA) und<br />
Ravensburg (Februar - April)<br />
Partikelbelastung >0,10 µm in<br />
der Außenluft in einem<br />
Stuttgarter Wohngebiet an<br />
einem Tag<br />
Vergleich der Partikelbelastung<br />
>0,10 µm im Büro eines<br />
Rauchers mit der Außenluft an<br />
einem Tag<br />
Definitionen<br />
• Staub: etwas, was aus feinsten Teilchen (z.B. Sand)<br />
besteht, in der Luft schwebt und/oder sich als (dünne)<br />
Schicht auf die Oberfläche von etwas legt (alt nach<br />
Duden)<br />
• Staub: ein zerteilter (disperser) Feststoff beliebiger<br />
Form, Struktur und Dichte mit einer Teilchengröße etwa<br />
zwischen 1 und 100 µm<br />
• Schwebstaub: feste oder flüssige Schwebstoffe, die in<br />
Gasen suspendiert sind<br />
• Aerosol: Verteilung von festen oder flüssigen<br />
Schwebstoffen in der Luft<br />
Regierungspräsidium Stuttgart, Landesgesundheitsamt 7
Feinstäube - was sind das und wie werden sie gemessen? <strong>Umed</strong> <strong>Info</strong> <strong>19</strong><br />
Thomas Gabrio<br />
Partikeldefinition und Größenbereiche<br />
verschiedener umweltrelevanter Partikel<br />
Ultrafeinstaub<br />
PM 2,5<br />
PM 10<br />
Feinstaub<br />
Grobstaub<br />
Tabak- Dichter Nebel leichter Nebel Regentropfen<br />
mosaik- Hepatitis-B- Schimmelpilzsporen<br />
Virus Virus Bakterien<br />
Pollen<br />
Menschliches Haar<br />
Metallurgischer Rauch und Staub<br />
Carbon black<br />
Zementstaub<br />
(Primärpartikel)<br />
Kohlestaub<br />
Kfz-Abgase und -Abrieb<br />
Tabakrauch/Ruß<br />
Gasmoleküle Verbrennungs- Flugasche<br />
partikel<br />
0,001 0,01 0,1 1 10 100 1000<br />
Partikekelgröße [µm]<br />
Deposition des Staubs im<br />
Atemtrakt<br />
Eingeatmeter Staub<br />
EINATEMBARE FRAKTION<br />
Davon der Anteil, der den<br />
Kehlkopf passiert und in den<br />
Brustkorb (Thorax) gelangt<br />
THORAKALE FRAKTION<br />
Der feine Anteil, der davon in die<br />
ca. 300 Mio.Lungenbläschen<br />
(Alveolen) gelangt<br />
ALVEOLENGÄNGIGE FRAKTION<br />
8<br />
Regierungspräsidium Stuttgart, Landesgesundheitsamt
Feinstäube - was sind das und wie werden sie gemessen? <strong>Umed</strong> <strong>Info</strong> <strong>19</strong><br />
Thomas Gabrio<br />
Einatembare, thorakale und alveolengängige<br />
Konvention in Prozent der gesamten<br />
luftgetragenen Partikel<br />
100<br />
80<br />
60<br />
Einatembare Konvention<br />
%<br />
Thorakale Konvention<br />
40<br />
Alveolengängige Konvention<br />
20<br />
0<br />
1 10 100<br />
Aerodynamischer Durchmesser [µm]<br />
PM 10, Partikel nach der Johannesburger<br />
Konvention und alveolengängige<br />
Konvention in Prozent der gesamten<br />
luftgetragenen Partikel<br />
120<br />
100<br />
80<br />
%<br />
60<br />
40<br />
Alveolengängige Fraktion<br />
Johannesburger Konvention<br />
Abscheidecharakteristik PM 10<br />
20<br />
0<br />
0 2 4 6 8 10 12 14 16<br />
Aerodynamischer Durchmesser [µm]<br />
Regierungspräsidium Stuttgart, Landesgesundheitsamt 9
Feinstäube - was sind das und wie werden sie gemessen? <strong>Umed</strong> <strong>Info</strong> <strong>19</strong><br />
Thomas Gabrio<br />
Einteilung von Aerosolen<br />
• Primäraerosole: direkt als Staubpartikel<br />
emittierte Teilchen<br />
• Sekundäraerosole: aus gasförmigen<br />
Vorläufern in der Atmosphäre gebildete<br />
Teilchen: z.B. NH 4 NO 3 oder (NH 4 ) 2 SO 4<br />
Beispiel natürlicher Quellen<br />
Ausbruch des<br />
Ätna auf Sizilien,<br />
2002<br />
10<br />
Regierungspräsidium Stuttgart, Landesgesundheitsamt
Feinstäube - was sind das und wie werden sie gemessen? <strong>Umed</strong> <strong>Info</strong> <strong>19</strong><br />
Thomas Gabrio<br />
Beispiele anthropogener Quellen<br />
Zusammensetzung von<br />
Feinstaub<br />
• Ruß<br />
• Reifen und Bremsabrieb<br />
• Ammoniumsalze<br />
• Flugasche aus dem Hausbrand, von Heizkraftwerken aber auch von<br />
Großbränden, wie z.B. Wal dbränden, Lager- und Industriebränden sowie<br />
Vulkanausbrüchen<br />
• Emissionen aus der industriellen Verarbeitung (Zementherstellung, Er z-<br />
verarbeitung, Kokereien, Lackierereien, Abrieb und Zerspanung, Mah l-<br />
prozesse usw.)<br />
• Sand<br />
• Pollen<br />
• Sporen<br />
• Tierepitelien<br />
• Hautschuppen<br />
• Zigarettenrauch<br />
• Aerosole<br />
Regierungspräsidium Stuttgart, Landesgesundheitsamt 11
Feinstäube - was sind das und wie werden sie gemessen? <strong>Umed</strong> <strong>Info</strong> <strong>19</strong><br />
Thomas Gabrio<br />
Quellen für eine<br />
Feinstaubbelastung der Luft<br />
• Hausbrand<br />
• Verkehr (Abgase sowie Reifen-, Bremsen- und Straßenabrieb)<br />
• Energiewirtschaft<br />
• diffuse Quellen bei der industriellen Produktion und der Landwirtschaft<br />
• Bildung in der Atmosphäre z.B. aus Ammoniak und sauren Gasen oder<br />
durch Kondensation aus Kohlenwasserstoffen<br />
• Ferntransport von Feinstaub aus anderen Quellen u.a. Sand aus der<br />
Sahara, von Vulkanausbrüchen oder Großbränden<br />
• diverse Aktivitäten im Innenraum (Rauchen, Kochen, Heimwerkeraktivitäten,<br />
Kamin, Kerzen, Duftlampen, Staubsaugen)<br />
• Feinstaub aus Senken<br />
Emissionsquellen von Aerosolen<br />
•Anthropogene Quellen<br />
•Verkehr<br />
•Kraftwerke und Heizungen<br />
•Handhaben von Materialien (Herstellung v. Mehl,<br />
Materialbearbeitungen usw.)<br />
•Natürliche Quellen<br />
•Vulkanausbrüche<br />
•Wüstenstürme<br />
•Bodenerosionen<br />
•Salzaerosole vom Meer<br />
12<br />
Regierungspräsidium Stuttgart, Landesgesundheitsamt
Feinstäube - was sind das und wie werden sie gemessen? <strong>Umed</strong> <strong>Info</strong> <strong>19</strong><br />
Thomas Gabrio<br />
Koagulationsmodell (Stadtluft)<br />
µ<br />
Feine und ultrafeine Partikel<br />
• Feinstaub 1 µm ≤ x ≤ 10 µm<br />
• Ultrafeine Partikel 10 nm ≤ x ≤ 0,1 µm<br />
Partikeldurchmesser 1 µm 0,1 µm 0,01 µm<br />
Partikelanzahl 1 1 000 1 000 000<br />
rel. Partikeloberfläche 1 10 100<br />
rel. Partikelmasse 1 1 1<br />
Regierungspräsidium Stuttgart, Landesgesundheitsamt 13
Feinstäube - was sind das und wie werden sie gemessen? <strong>Umed</strong> <strong>Info</strong> <strong>19</strong><br />
Thomas Gabrio<br />
Vergleich %-Größenverteilungen für Staubmassen<br />
und Partikelzahlen am Beispiel Mehlstaub<br />
0% 20% 40% 60% 80% 100%<br />
%-Verteilung<br />
Staubmasse<br />
%-Verteilung<br />
Partikelzahl<br />
0,5-2 µm 2-5 µm 5-10 µm >10 µm<br />
Sedimentation von luftgetragenen<br />
Partikeln<br />
• Die Sinkgeschwindigkeit von Partikeln ist stark abhängig<br />
von deren Größe:<br />
– Ein Partikel von 10 µm sinkt in einer Sekunde um ca. 5mm<br />
– Ein Partikel von 1 µm sinkt in einer Sekunde um ca. 0,1 mm<br />
– Ein Partikel von 0,1 µm sinkt in einer Sekunde um ca. 0,05 mm<br />
– Ein Partikel von 0,01 µm sinkt in einer Sekunde um ca. 0,003 mm<br />
14<br />
Regierungspräsidium Stuttgart, Landesgesundheitsamt
Feinstäube - was sind das und wie werden sie gemessen? <strong>Umed</strong> <strong>Info</strong> <strong>19</strong><br />
Thomas Gabrio<br />
Kriterien zur Einschätzung des<br />
Gefährdungspotenzials von Feinstäuben<br />
• Anzahl, Größe und Oberfläche der Partikel (Gewicht ???)<br />
• geometrische Form der Partikel<br />
• chemische Zusammensetzung der Partikel<br />
• biologische Art der Partikel<br />
• chemische Substanzen, die an der Oberfläche der Partikel<br />
adsorbiert sind<br />
• Art der Staubbelastung (Spitzenbelastung, Durchschnittsbelastung,<br />
Varianz der Zusammensetzung)<br />
Messverfahren zur Bestimmung von<br />
Feinstäuben<br />
• Abtrennung gröberer Partikel mittels Impaktion bzw. Zyklon<br />
und anschließende Filtration<br />
• Virtuelle Impaktion und anschließende streulichtfotometrische<br />
Bestimmung<br />
• Laserstrahlpartikelzählung<br />
• Kondensationspartikelzählung<br />
• Kondensationspartikelzählung mit elektrostatischem Klassierer<br />
entsprechend des aerodynamischen Durchmessers der Partikel<br />
• Partikelzählung mittels eines Faraday-Elektrometers<br />
• Sedimentation auf einer Haftfolie<br />
• Virtuelle Impaktion und anschließende Abscheidung auf einer<br />
Haftfolie<br />
Regierungspräsidium Stuttgart, Landesgesundheitsamt 15
Feinstäube - was sind das und wie werden sie gemessen? <strong>Umed</strong> <strong>Info</strong> <strong>19</strong><br />
Thomas Gabrio<br />
Schema eines Impaktors<br />
•<br />
• •<br />
•<br />
•<br />
•<br />
• • •<br />
• Impaktor<br />
•<br />
•<br />
•<br />
•<br />
• • • • • Filter<br />
Kleinfiltergerät<br />
16<br />
Regierungspräsidium Stuttgart, Landesgesundheitsamt
Feinstäube - was sind das und wie werden sie gemessen? <strong>Umed</strong> <strong>Info</strong> <strong>19</strong><br />
Thomas Gabrio<br />
Schema eines Zyklons<br />
•<br />
•<br />
• •<br />
•<br />
•<br />
•<br />
•<br />
•<br />
• •<br />
•<br />
Nephelometrie<br />
Lichtquelle<br />
Messkammer<br />
Trübung<br />
Extinktion<br />
= Opazität<br />
Gesamtstreulicht<br />
= Nephelometrie<br />
Regierungspräsidium Stuttgart, Landesgesundheitsamt 17
Feinstäube - was sind das und wie werden sie gemessen? <strong>Umed</strong> <strong>Info</strong> <strong>19</strong><br />
Thomas Gabrio<br />
Streulichtphotometer<br />
Optisches Messprinzip<br />
18<br />
Regierungspräsidium Stuttgart, Landesgesundheitsamt
Feinstäube - was sind das und wie werden sie gemessen? <strong>Umed</strong> <strong>Info</strong> <strong>19</strong><br />
Thomas Gabrio<br />
Optisches Konzept<br />
Regierungspräsidium Stuttgart, Landesgesundheitsamt <strong>19</strong>
Feinstäube - was sind das und wie werden sie gemessen? <strong>Umed</strong> <strong>Info</strong> <strong>19</strong><br />
Thomas Gabrio<br />
Vergleich: Laserpartikelzähler – Streulichtfotometer<br />
Laserpartikelzähler<br />
+ Einzelpartikeldetektion mi t<br />
Größenklassifizierung<br />
+Viele Größenkanäle<br />
+Partikelzählung per Liter<br />
+Determination der Masse<br />
je Größenkanäle (µg/m3)<br />
+geringer Einfluss der Farbe<br />
der Partikel<br />
+Datenausgabe gemäß<br />
-<br />
intertionaler Standards<br />
höherer Preis<br />
Streulichtfotometer<br />
geringerer Preis<br />
- nur einsetzbar für Gesamtstaub<br />
--Anpassung an Staubart<br />
--Probleme mitLuftfeuchtigkeit<br />
Kondensationspartikelzähler (CPC)<br />
- Kernkondensation<br />
- Streulichtmessung<br />
Probe<br />
> 3 nm<br />
Sättigung 35°C<br />
Butanol<br />
~ 10 µm<br />
Kondensation 10°C<br />
20<br />
Regierungspräsidium Stuttgart, Landesgesundheitsamt
Feinstäube - was sind das und wie werden sie gemessen? <strong>Umed</strong> <strong>Info</strong> <strong>19</strong><br />
Thomas Gabrio<br />
Elektrostatischer Klassierer<br />
New Vienna* Type U-DMA M-DMA 5 – 350 nm + L-DMA 10 – 1100 nm)<br />
Q<br />
a<br />
Q<br />
sh<br />
H<br />
V<br />
Q<br />
ex<br />
Q<br />
s<br />
Elektrostatischer Klassierer DMA<br />
e -<br />
laminator<br />
AM241<br />
Luftprobe<br />
outer cylinder<br />
sheath air<br />
central rod<br />
+<br />
high-voltage power supply<br />
slot<br />
Monodisperse Aerosol<br />
CPC<br />
Regierungspräsidium Stuttgart, Landesgesundheitsamt 21
Feinstäube - was sind das und wie werden sie gemessen? <strong>Umed</strong> <strong>Info</strong> <strong>19</strong><br />
Thomas Gabrio<br />
Kondensationspartikelzähler mit<br />
elektrostatischem Klassierer<br />
Prinzip der Partikelzählung mittels Faraday-Elektrometer<br />
FCE<br />
Principle<br />
Filter<br />
Inlet (charged Aerosol)<br />
Faraday Cup<br />
Resistor 2.5 TΩ<br />
Elektrometer<br />
22<br />
Regierungspräsidium Stuttgart, Landesgesundheitsamt
Feinstäube - was sind das und wie werden sie gemessen? <strong>Umed</strong> <strong>Info</strong> <strong>19</strong><br />
Thomas Gabrio<br />
Vergleich der verschiedenen Verfahren zur<br />
Feinstaubuntersuchung<br />
Grad der Standardisierung<br />
Partikelanzahl<br />
< 0,3 µm<br />
Partikelgröße<br />
< 0,3 µm<br />
Partikeloberfläche<br />
< 0,3 µm<br />
Partikelanzahl<br />
> 0,3 µm<br />
Partikelgröße<br />
> 0,3 µm<br />
Partikeloberfläche<br />
> 0,3 µm<br />
Feinstaubgewicht<br />
geometrische<br />
Form<br />
chemische Zusammensetzung<br />
biologische Art<br />
chemische<br />
Oberfläche der<br />
Partikel<br />
Gravimetrie<br />
nach Impaktion<br />
bzw. Zyklon<br />
Streulichtfotometer<br />
nach<br />
virtueller<br />
Impaktion<br />
+++ +<br />
Laserstrahlpartikelzählung<br />
Kondensationspartikelzählung<br />
Faraday-<br />
Elektrometer<br />
Kondensationspartikelzählung<br />
bzw. Faraday-<br />
Elektrometer mit<br />
elektrostatischem<br />
Klassierer<br />
Sedimentation<br />
virtuelle<br />
Impaktion und<br />
anschließende<br />
Abscheidung<br />
+++ +++ < 1 µm ++ < 1 µm ++<br />
+++ ++ ++<br />
+ nachträgliche<br />
Bestimmung<br />
z.T. möglich<br />
++ nachträgliche<br />
Bestimmung<br />
z.T. möglich<br />
+ nachträgliche<br />
Bestimmung<br />
z.T. möglich<br />
+ nachträgliche<br />
Bestimmung<br />
z.T. möglich<br />
+++ < 1 µm ++ < 1 µm ++<br />
++ < 1 µm + < 1 µm +<br />
++ mit Zusatzausrüstung<br />
z.T.<br />
möglich<br />
+ nachträgliche<br />
Bestimmung<br />
z.T. möglich<br />
+ nachträgliche<br />
Bestimmung<br />
z.T. möglich<br />
+++ +++ +++<br />
+++<br />
+<br />
< 1 µm +++ < 1 µm +++<br />
< 1 µm ++ < 1 µm ++<br />
< 1 µm ++ < 1 µm ++<br />
PM10-Verursacheranteile 2003<br />
Messpunkt Stuttgart Arnulf-Klett-Platz 2003<br />
Straßenverkehr<br />
Auf/Ab 14 %<br />
Straßenverkehr<br />
Abgas 10 %<br />
Kleinfeuerungen<br />
2 %<br />
Industrie,<br />
Gewerbe<br />
Feinstäube - was sind das und wie werden sie gemessen? <strong>Umed</strong> <strong>Info</strong> <strong>19</strong><br />
Thomas Gabrio<br />
24<br />
Regierungspräsidium Stuttgart, Landesgesundheitsamt
Feinstäube - was sind das und wie werden sie gemessen? <strong>Umed</strong> <strong>Info</strong> <strong>19</strong><br />
Thomas Gabrio<br />
Feinstaubbelastung (>0,30 µm) der Außenluft in<br />
Abhängigkeit von der Jahreszeit<br />
1,E+09<br />
1,E+09<br />
8,E+08<br />
Partikel/m3<br />
6,E+08<br />
4,E+08<br />
2,E+08<br />
0,E+00<br />
11:11<br />
Januar Februar März April Mai Juni<br />
3:51<br />
20:31<br />
13:11<br />
5:51<br />
22:31<br />
15:06<br />
7:46<br />
0:26<br />
17:06<br />
9:43<br />
2:23<br />
<strong>19</strong>:03<br />
11:43<br />
4:23<br />
21:03<br />
13:43<br />
6:23<br />
23:03<br />
15:43<br />
8:23<br />
1:03<br />
17:40<br />
10:20<br />
3:00<br />
<strong>19</strong>:40<br />
12:20<br />
5:02<br />
21:42<br />
14:22<br />
7:02<br />
23:42<br />
16:22<br />
9:02<br />
1:42<br />
18:22<br />
11:02<br />
3:42<br />
20:22<br />
13:02<br />
5:42<br />
22:22<br />
15:12<br />
7:52<br />
0:32<br />
17:12<br />
9:52<br />
2:42<br />
<strong>19</strong>:22<br />
12:02<br />
PM 10 am Neckartor-Stuttgart (UMEG Daten)<br />
180<br />
160<br />
Mo-Fr<br />
Sa-So<br />
140<br />
120<br />
µg/m3<br />
100<br />
80<br />
60<br />
40<br />
20<br />
0<br />
03.01.04<br />
17.01.04<br />
31.01.04<br />
14.02.04<br />
28.02.04<br />
13.03.04<br />
27.03.04<br />
10.04.04<br />
24.04.04<br />
08.05.04<br />
22.05.04<br />
05.06.04<br />
<strong>19</strong>.06.04<br />
03.07.04<br />
Januar Februar März April Mai Juni Juli August September Oktober November Dezember<br />
17.07.04<br />
31.07.04<br />
14.08.04<br />
28.08.04<br />
11.09.04<br />
25.09.04<br />
09.10.04<br />
23.10.04<br />
06.11.04<br />
20.11.04<br />
04.12.04<br />
18.12.04<br />
Regierungspräsidium Stuttgart, Landesgesundheitsamt 25
Feinstäube - was sind das und wie werden sie gemessen? <strong>Umed</strong> <strong>Info</strong> <strong>19</strong><br />
Thomas Gabrio<br />
Feinstaubkonzentration zur Jahreswende<br />
Außen<br />
Innen<br />
Partikelvolumen mm3<br />
0,025<br />
0,020<br />
0,015<br />
0,010<br />
0.30 - 0.40 µm außen<br />
0,40-0,50 µm außen<br />
0.50-0,65 µm außen<br />
0,65-0,80 µm außen<br />
0,80-1,0 µm außen<br />
1,0-1.6 µm außen<br />
1,6-2.0 µm außen<br />
2,0-3.0 µm außen<br />
3,0-4.0 µm außen<br />
4,0-5.0 µm außen<br />
5,0-7.5 µm außen<br />
7,5-10.0 µm außen<br />
10,0-15.0 µm außen<br />
15,0-20.0 µm außen<br />
>20.0 µm außen<br />
Partikelvolumen mm3<br />
0,025<br />
0,020<br />
0,015<br />
0,010<br />
0.30 - 0.40 µm innen<br />
0,40-0,50 µm innen<br />
0.50-0,65 µm innen<br />
0,65-0,80 µm innen<br />
0,80-1,0 µm innen<br />
1,0-1.6 µm innen<br />
1,6-2.0 µm innen<br />
2,0-3.0 µm innen<br />
3,0-4.0 µm innen<br />
4,0-5.0 µm innen<br />
5,0-7.5 µm innen<br />
7,5-10.0 µm innen<br />
10,0-15.0 µm innen<br />
15,0-20.0 µm innen<br />
>20.0 µm innen<br />
0,005<br />
0,005<br />
0,000<br />
0:01<br />
1:51<br />
3:41<br />
5:31<br />
7:21<br />
9:11<br />
11:01<br />
12:51<br />
14:41<br />
16:31<br />
18:21<br />
20:11<br />
22:01<br />
23:51<br />
1:41<br />
31.12.04 01.01.05<br />
3:31<br />
5:21<br />
7:11<br />
9:01<br />
10:51<br />
12:41<br />
14:31<br />
16:21<br />
18:11<br />
20:01<br />
21:51<br />
23:41<br />
0,000<br />
0:01<br />
1:51<br />
3:41<br />
5:31<br />
7:21<br />
9:11<br />
11:01<br />
12:51<br />
14:41<br />
16:31<br />
18:21<br />
20:11<br />
22:01<br />
23:51<br />
1:41<br />
31.12.04 01.01.05<br />
3:31<br />
5:21<br />
7:11<br />
9:01<br />
10:51<br />
12:41<br />
14:31<br />
16:21<br />
18:11<br />
20:01<br />
21:51<br />
23:41<br />
Partikelbelastung >0,10 µm im häuslichen<br />
Bereich<br />
3,E+05<br />
außen<br />
innen<br />
2,E+05<br />
Braten<br />
Gasheizung/Duschen<br />
Partikel pro cm3<br />
2,E+05<br />
1,E+05<br />
26<br />
5,E+04<br />
0,E+00<br />
Waschmaschine<br />
11:12<br />
11:27<br />
11:42<br />
11:57<br />
12:12<br />
12:27<br />
12:42<br />
Waschbecken<br />
Spülmaschine<br />
12:57<br />
13:12<br />
13:27<br />
13:42<br />
13:57<br />
14:12<br />
14:27<br />
14:42<br />
14:57<br />
15:12<br />
Regierungspräsidium Stuttgart, Landesgesundheitsamt<br />
15:27<br />
15:42<br />
15:57<br />
16:12<br />
16:27<br />
16:42<br />
16:57<br />
17:12<br />
21:18<br />
21:33<br />
21:48<br />
22:03
Feinstäube - was sind das und wie werden sie gemessen? <strong>Umed</strong> <strong>Info</strong> <strong>19</strong><br />
Thomas Gabrio<br />
Partikelbelastung >0,10 µm auf der Vorderund<br />
Rückseite eines Hauses<br />
(Parallelbestimmung)<br />
8,E+04<br />
7,E+04<br />
hinter dem Haus<br />
hinter dem Haus<br />
vor dem Haus<br />
vor dem Haus<br />
6,E+04<br />
5,E+04<br />
Partikel pro cm3<br />
4,E+04<br />
3,E+04<br />
2,E+04<br />
1,E+04<br />
0,E+00<br />
6:03<br />
6:28<br />
6:53<br />
7:18<br />
7:43<br />
8:08<br />
8:33<br />
8:58<br />
9:23<br />
9:48<br />
10:13<br />
10:38<br />
11:03<br />
11:28<br />
11:53<br />
12:18<br />
12:43<br />
13:08<br />
13:33<br />
13:58<br />
14:23<br />
14:48<br />
15:13<br />
15:38<br />
16:03<br />
16:28<br />
16:53<br />
17:18<br />
17:43<br />
Partikelbelastung >0,10 µm in<br />
Abhängigkeit von der Stockwerkshöhe<br />
Ausschnitt<br />
6,E+04<br />
5,E+04<br />
1.Stock<br />
2.Stock<br />
3.Stock<br />
4.Stock<br />
6,E+04<br />
5,E+04<br />
1.Stock<br />
2.Stock<br />
3.Stock<br />
4.Stock<br />
4,E+04<br />
4,E+04<br />
Partikel pro cm3<br />
3,E+04<br />
Partikel pro cm3<br />
3,E+04<br />
2,E+04<br />
2,E+04<br />
1,E+04<br />
1,E+04<br />
0,E+00<br />
6:05<br />
6:28<br />
6:51<br />
7:14<br />
7:37<br />
8:00<br />
8:23<br />
8:46<br />
9:09<br />
9:32<br />
9:55<br />
10:18<br />
10:41<br />
11:04<br />
11:27<br />
11:50<br />
12:13<br />
12:36<br />
12:59<br />
13:22<br />
13:45<br />
14:08<br />
14:31<br />
14:54<br />
15:17<br />
15:40<br />
16:03<br />
16:26<br />
16:49<br />
0,E+00<br />
6:30<br />
6:32<br />
6:34<br />
6:36<br />
6:38<br />
6:40<br />
6:42<br />
6:44<br />
6:46<br />
6:48<br />
6:50<br />
6:52<br />
6:54<br />
6:56<br />
6:58<br />
7:00<br />
Regierungspräsidium Stuttgart, Landesgesundheitsamt 27
Feinstäube - was sind das und wie werden sie gemessen? <strong>Umed</strong> <strong>Info</strong> <strong>19</strong><br />
Thomas Gabrio<br />
Effizienz des Filters einer<br />
Autoklimaanlage<br />
9,00<br />
8,00<br />
7,00<br />
6,00<br />
log(Partikel/L)<br />
5,00<br />
4,00<br />
3,00<br />
2,00<br />
1,00<br />
0,00<br />
>0.30 µm ohne Filter<br />
>0.30 µm mit Filter<br />
>0.40 µm ohne Filter<br />
>0.40 µm mit Filter<br />
>0.50 µm ohne Filter<br />
>0.50 µm mit Filter<br />
>0.65 µm ohne Filter<br />
>0.65 µm mit Filter<br />
>0.80 µm ohne Filter<br />
>0.80 µm mit Filter<br />
>1.0 µm ohne Filter<br />
>1.0 µm mit Filter<br />
>1.6 µm ohne Filter<br />
>1.6 µm mit Filter<br />
>2.0 µm ohne Filter<br />
>2.0 µm mit Filter<br />
>3.0 µm ohne Filter<br />
>3.0 µm mit Filter<br />
>4.0 µm ohne Filter<br />
>4.0 µm mit Filter<br />
>5.0 µm ohne Filter<br />
>5.0 µm mit Filter<br />
>7.5 µm ohne Filter<br />
>7.5 µm mit Filter<br />
>10.0 µm ohne Filter<br />
>10.0 µm mit Filter<br />
>15.0 µm ohne Filter<br />
>15.0 µm mit Filter<br />
>20.0 µm ohne Filter<br />
>20.0 µm mit Filter<br />
5. Perzentil<br />
Median<br />
95. Perzentil<br />
28<br />
Regierungspräsidium Stuttgart, Landesgesundheitsamt
Feinstaubbelastungen in der Außenluft und Beitrag verschiedener <strong>Umed</strong> <strong>Info</strong> <strong>19</strong><br />
Quellen - Ergebnisse von Untersuchungen der UMEG<br />
Peter Pesch<br />
Feinstaubbelastung in der Außenluft<br />
Beitrag verschiedener Quellen<br />
Ergebnisse von Untersuchungen der UMEG<br />
Herr Pesch, UMEG Karlsruhe<br />
25. Oktober 2005<br />
22. BImSchV<br />
Umsetzung der EU-Richtlinie in nationales Recht<br />
Es wird unterschieden:<br />
„Jahresmittelwert“<br />
40 µg/m 3 für Feinstaub PM10 (ab 01.01.2005)<br />
40 µg/m 3 für Stickstoffdioxid NO 2<br />
(ab 01.01.2010)<br />
„Kurzzeitwert“<br />
Tagesmittelwert von 50 µg/m 3 darf für Feinstaub PM 10<br />
an maximal 35 Tagen pro Jahr überschritten werden (ab 1.1.2005)<br />
Stundenmittelwert von 200 µg/m 3 darf für Stickstoffdioxid NO 2<br />
an maximal 18 Tagen pro Jahr überschritten werden<br />
(ab 1.1.2010) (z. Zt. 250 µg/m 3 )<br />
Regierungspräsidium Stuttgart, Landesgesundheitsamt 29
Feinstaubbelastungen in der Außenluft und Beitrag verschiedener <strong>Umed</strong> <strong>Info</strong> <strong>19</strong><br />
Quellen - Ergebnisse von Untersuchungen der UMEG<br />
Peter Pesch<br />
Grenzwertsetzung bis zum Jahr 2010 - Jahresmittelwert<br />
70<br />
Grenzwerte und Toleranzmargen<br />
3<br />
für NO und PM10 in µg/m<br />
2<br />
60<br />
50<br />
40<br />
30<br />
20<br />
10<br />
0<br />
1.1.2005<br />
Stickstoffdioxid NO<br />
2<br />
Feinstaub PM10<br />
1.1.2010<br />
2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012<br />
Grenzwerte und Toleranzmargen<br />
3<br />
für NO und PM10 in µg/m<br />
2<br />
Grenzwertsetzung bis zum Jahr 2010 - Stunden- und<br />
Tagesmittelwerte<br />
300<br />
250<br />
200<br />
150<br />
100<br />
50<br />
0<br />
65<br />
60<br />
260<br />
55<br />
240<br />
220<br />
200<br />
max 35 zulässige Überschreitungen pro Jahr<br />
2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012<br />
30<br />
Regierungspräsidium Stuttgart, Landesgesundheitsamt
Feinstaubbelastungen in der Außenluft und Beitrag verschiedener <strong>Umed</strong> <strong>Info</strong> <strong>19</strong><br />
Quellen - Ergebnisse von Untersuchungen der UMEG<br />
Peter Pesch<br />
Luftmessnetz Baden-Württemberg 2004/2005 (Pflichtmessnetz)<br />
37 Messstationen<br />
4 Verkehrsmessstationen<br />
Selektion<br />
2002 / 2003<br />
Voruntersuchungen<br />
(573 Straßenabschnitte<br />
in unterschiedl.<br />
Gemeinden in BW)<br />
Auswertung landesweites<br />
Verkehrskataster BW<br />
<strong>Info</strong>rmationen aus den<br />
Städten & Gemeinden<br />
UMEG-Erfahrungen durch<br />
23.BImSchV (Straßenabschn.)<br />
( Punktesystem gemäß Kriterien:<br />
DTV, LKW-Anteil, evtl.<br />
vorliegende Messungen,<br />
Feedback Städte / Gemeinden)<br />
Begehungen vor Ort<br />
Ergebnis: Selektion von 111<br />
Straßenabschnitten in BW,<br />
bei denen Überschreitungen<br />
nicht auszuschließen sind<br />
Ranking<br />
2003<br />
3-monatige Messungen an<br />
111 ausgewählten Straßenabschnitten<br />
in BW<br />
zeitgleiche Beprobung mit<br />
simplen Messverfahren für<br />
NO2, Benzol, Ruß<br />
Städten & Gemeinden<br />
Zeitraum:<br />
Sept 2003 – Ende Dez. 2003<br />
Ergebnisse:<br />
- Rangfolge der 111<br />
Straßenabschnitte in BW<br />
wurde festgelegt<br />
- Selektion der 23<br />
höchstbelastetsten<br />
Straßenabschnitte<br />
Messung<br />
2004 / 2005<br />
einjährige Messungen<br />
an 23 Straßenabschnitten<br />
in BW<br />
zeitgleiche Beprobung und<br />
Messung<br />
Zeitraum: 1 Kalenderjahr<br />
Ergebnisse 2004:<br />
- zahlreiche<br />
Überschreitungen<br />
- weitergehendere<br />
Messungen in 2005<br />
auch an 5 weiteren<br />
Standorten<br />
Regierungspräsidium Stuttgart, Landesgesundheitsamt 31
Feinstaubbelastungen in der Außenluft und Beitrag verschiedener <strong>Umed</strong> <strong>Info</strong> <strong>19</strong><br />
Quellen - Ergebnisse von Untersuchungen der UMEG<br />
Peter Pesch<br />
Spotmessungen in<br />
Baden-Württemberg<br />
2004<br />
23 Messorte<br />
davon 10 Messorte mit<br />
Feinstaubmessungen (blau)<br />
Zu<br />
BC<br />
MP4<br />
Stuttgart - Neckartor<br />
MP3<br />
SM<br />
MP5<br />
Messplanung am Beispiel Stuttgart – Neckartor 2004<br />
32<br />
Regierungspräsidium Stuttgart, Landesgesundheitsamt
Feinstaubbelastungen in der Außenluft und Beitrag verschiedener <strong>Umed</strong> <strong>Info</strong> <strong>19</strong><br />
Quellen - Ergebnisse von Untersuchungen der UMEG<br />
Peter Pesch<br />
Luftmessstation Stuttgart – Zuffenhausen<br />
Luftmessstation Stuttgart – Bad Cannstatt<br />
Regierungspräsidium Stuttgart, Landesgesundheitsamt 33
Feinstaubbelastungen in der Außenluft und Beitrag verschiedener <strong>Umed</strong> <strong>Info</strong> <strong>19</strong><br />
Quellen - Ergebnisse von Untersuchungen der UMEG<br />
Peter Pesch<br />
Luftmessstation Stuttgart – Mitte-Straße<br />
Spotmessungen Stuttgart – Am Neckartor<br />
34<br />
Regierungspräsidium Stuttgart, Landesgesundheitsamt
Feinstaubbelastungen in der Außenluft und Beitrag verschiedener <strong>Umed</strong> <strong>Info</strong> <strong>19</strong><br />
Quellen - Ergebnisse von Untersuchungen der UMEG<br />
Peter Pesch<br />
Messpunkt 4: Stuttgart – Am Neckartor 22<br />
Automatische Luftmessstationen Feinstaub PM10 und NO 2<br />
PM10-Schwebstaubsammler<br />
Kleinmessstation für NO 2<br />
- und ggf.<br />
auch Feinstaub-Monitoring<br />
UMEG-Kleinmessstation<br />
mit Analysatoren<br />
für bis zu 3<br />
Messkomponenten<br />
NO2-Analysator<br />
Regierungspräsidium Stuttgart, Landesgesundheitsamt 35
Feinstaubbelastungen in der Außenluft und Beitrag verschiedener <strong>Umed</strong> <strong>Info</strong> <strong>19</strong><br />
Quellen - Ergebnisse von Untersuchungen der UMEG<br />
Peter Pesch<br />
Messverfahren Messprogramm<br />
NO 2 -<br />
Passiv-Sammler<br />
Ruß / Benzol<br />
Aktiv-Sammler<br />
Messpunkt 6: Stuttgart – Am Neckartor 22<br />
36<br />
Regierungspräsidium Stuttgart, Landesgesundheitsamt
Feinstaubbelastungen in der Außenluft und Beitrag verschiedener <strong>Umed</strong> <strong>Info</strong> <strong>19</strong><br />
Quellen - Ergebnisse von Untersuchungen der UMEG<br />
Peter Pesch<br />
Messpunkt 3: Stuttgart – Am Neckartor 22<br />
Messpunkt 1: Stuttgart – Am Neckartor 20<br />
Regierungspräsidium Stuttgart, Landesgesundheitsamt 37
Feinstaubbelastungen in der Außenluft und Beitrag verschiedener <strong>Umed</strong> <strong>Info</strong> <strong>19</strong><br />
Quellen - Ergebnisse von Untersuchungen der UMEG<br />
Peter Pesch<br />
Messpunkt 2: Stuttgart – Am Neckartor 18<br />
Messpunkt 5: Stuttgart – Schubartstraße 20<br />
38<br />
Regierungspräsidium Stuttgart, Landesgesundheitsamt
Feinstaubbelastungen in der Außenluft und Beitrag verschiedener <strong>Umed</strong> <strong>Info</strong> <strong>19</strong><br />
Quellen - Ergebnisse von Untersuchungen der UMEG<br />
Peter Pesch<br />
Messwerte für NO 2 und Feinstaub PM10 des Jahres 2004 (Teil 1)<br />
2004:<br />
52 µg/m³<br />
2010:<br />
40 µg/m³<br />
2004:<br />
41,6 µg/m³<br />
2005:<br />
40 µg/m³<br />
Messwerte für NO 2 und Feinstaub PM10 des Jahres 2004 (Teil 2)<br />
2004:<br />
52 µg/m³<br />
2010:<br />
40 µg/m³<br />
2004:<br />
41,6 µg/m³<br />
2005:<br />
40 µg/m³<br />
Regierungspräsidium Stuttgart, Landesgesundheitsamt 39
Feinstaubbelastungen in der Außenluft und Beitrag verschiedener <strong>Umed</strong> <strong>Info</strong> <strong>19</strong><br />
Quellen - Ergebnisse von Untersuchungen der UMEG<br />
Peter Pesch<br />
Überschreitungen Feinstaub PM10 Tagesmittelwerte > 50 µg/m 3 in 2005<br />
Typischer Jahresverlauf Feinstaub/ PM10-Monatsmittelwerte<br />
2004 an ausgewählten Messpunkten in Baden-Württemberg<br />
40<br />
Regierungspräsidium Stuttgart, Landesgesundheitsamt
Feinstaubbelastungen in der Außenluft und Beitrag verschiedener <strong>Umed</strong> <strong>Info</strong> <strong>19</strong><br />
Quellen - Ergebnisse von Untersuchungen der UMEG<br />
Peter Pesch<br />
Typischer Wochenverlauf Feinstaub/PM10-Tagesmittelwerte<br />
Mittlerer Wochengang PM10 gravimetrisch an der Station Stuttgart-<br />
Nekartor - 2004<br />
70<br />
µ g/m³<br />
60<br />
50<br />
40<br />
30<br />
51<br />
56<br />
59 58<br />
54<br />
43<br />
36<br />
20<br />
10<br />
0<br />
Montag Dienst ag Mittwoch Donnerstag Freitag Samstag Sonntag<br />
Stuttgart-Neckartor PM10-Tagesmittelwerte im Jahr 2004<br />
2004: 55 µg/m³<br />
2005: 50 µg/m³<br />
Regierungspräsidium Stuttgart, Landesgesundheitsamt 41
Feinstaubbelastungen in der Außenluft und Beitrag verschiedener <strong>Umed</strong> <strong>Info</strong> <strong>19</strong><br />
Quellen - Ergebnisse von Untersuchungen der UMEG<br />
Peter Pesch<br />
Stuttgart-Neckartor PM10-Tagesmittelwerte im Jahr 2005<br />
2005: 50 µg/m³<br />
Grenzwert oder Grenzwert mit Toleranzmarge ist überschritten .....<br />
Was tun?<br />
Ordnungsrechtliche Folgen:<br />
Aktionsplan<br />
Überschreitung des Grenzwertes von PM10 im Jahr 2005<br />
Luftreinhalteplan<br />
Überschreitung von < Grenzwert +Toleranzmarge > für NO 2 bis 31.12.2009<br />
Die Maßnahmen in einem Luftreinhalteplan oder in einem Aktionsplan sind gegen alle<br />
Verursacher anteilig zu richten (§ 47 Abs. 4 BImSchG)<br />
Maßnahmen im Verkehr - § 40 Abs. 1 BImSchG<br />
selbständige Eingriffsermächtigung bei Überschreitung eines Grenzwertes,<br />
Verkehrszeichens entspr. §§ 39 –41 StVO (sofern vorhanden) sind im<br />
Einvernehmen mit den Verkehrsbehörden zu treffen (geringer Ermessensspielraum)<br />
Daneben und unabhängig davon: § 45(1) Nr. 3 StVO erlaubt<br />
Verkehrsbeschränkungen zum (besonderen) Schutz vor Lärm oder Abgasen<br />
Im Folgenden am Beispiel PM 10 beliebig „fein“<br />
42<br />
Regierungspräsidium Stuttgart, Landesgesundheitsamt
Feinstaubbelastungen in der Außenluft und Beitrag verschiedener <strong>Umed</strong> <strong>Info</strong> <strong>19</strong><br />
Quellen - Ergebnisse von Untersuchungen der UMEG<br />
Peter Pesch<br />
Beiträge zu den PM10-Emissionen<br />
Offroad 2 %<br />
Krad < 1 %<br />
Kleinfeuerungen 5 %<br />
Schwere Nutzfahrzeuge<br />
sNfz 16 %<br />
Leichte Nutzfahrzeuge<br />
3 %<br />
Verkehr<br />
35 %<br />
Industrie<br />
und Gewerbe<br />
33 %<br />
Industrie<br />
28 %<br />
PKW 13 %<br />
Offroad:<br />
Schiff-, Schienenund<br />
Flugverkehr<br />
Gewerbe<br />
5 %<br />
Sonstige Quellen:<br />
Geräte, Maschinen,<br />
und sonstige Fahrzeuge<br />
Sonstige nicht<br />
gefasste Quellen 27 %<br />
Quelle: UMEG<br />
Landesweites Emissionskataster 2000<br />
Beiträge zu den NO 2 -Emissionen<br />
Sonstige<br />
Quellen 20 %<br />
PKW 20 %<br />
Industrie 16 %<br />
Verkehr<br />
56 %<br />
Leichte Nutzfahrzeuge<br />
lNfz 1 %<br />
Kleinfeuerungsanlagen<br />
8 %<br />
Flugverkehr < 1 %<br />
Schwere Nutzfahrzeuge<br />
sNfz 30 %<br />
Schiene 2 %<br />
Quelle: UMEG<br />
Landesweites Emissionskataster 2000<br />
Schiff 3 %<br />
Krad
Feinstaubbelastungen in der Außenluft und Beitrag verschiedener <strong>Umed</strong> <strong>Info</strong> <strong>19</strong><br />
Quellen - Ergebnisse von Untersuchungen der UMEG<br />
Peter Pesch<br />
URSA - Ablauf<br />
Ermittlung der Messpunkte mit Überschreitung<br />
Ursachenanalyse (Hauptverursacher)<br />
UVM, UMEG,<br />
LfU, (Externe)<br />
Emissionstrendprognose<br />
Immissionstrendprognose<br />
Grenzwert sicher<br />
überschritten<br />
Grenzwert sicher<br />
unterschritten<br />
Indifferenter Bereich<br />
Maßnahmenplanung<br />
z.Zt. kein<br />
Handlungsbedarf<br />
Immissionsprognose<br />
mittels Modellierung<br />
Emissionsprognose<br />
Immissionsprognose<br />
mittels Modellierung<br />
Straßenverkehr<br />
Auf/Ab 11 %<br />
Straßenverkehr<br />
Abgas 8 %<br />
Kleinfeuerungen<br />
6 %<br />
Industrie,<br />
Gewerbe<br />
Feinstaubbelastungen in der Außenluft und Beitrag verschiedener <strong>Umed</strong> <strong>Info</strong> <strong>19</strong><br />
Quellen - Ergebnisse von Untersuchungen der UMEG<br />
Peter Pesch<br />
Beiträge zur NO 2 -Immissionsbelastung in BW<br />
Ferntransport<br />
9 %<br />
Straßenverkehr<br />
54 %<br />
Kleinfeuerungen,<br />
Industrie,<br />
Offroad<br />
7 %<br />
Großräumiger<br />
Einfluss<br />
43 %<br />
Kleinräumige<br />
Belastung<br />
57 %<br />
Straßenverkehr<br />
27 %<br />
Offroad:<br />
Schiff-, Schienenund<br />
Flugverkehr<br />
Kleinfeuerungen<br />
3 %<br />
Industrie<br />
Feinstaubbelastungen in der Außenluft und Beitrag verschiedener <strong>Umed</strong> <strong>Info</strong> <strong>19</strong><br />
Quellen - Ergebnisse von Untersuchungen der UMEG<br />
Peter Pesch<br />
Beiträge zur PM10-Immissionsbelastung<br />
1. Lokaler Beitrag am Messpunkt<br />
- abgasbedingte Emissionen (quantifizierbar)<br />
- Reifen- und Bremsenabrieb (bedingt quantifizierbar)<br />
- Aufwirbelung (Resuspension) (nur Schätzung)<br />
2. Städtische Hintergrundbelastung<br />
- Verkehrsabgase von anderen Straßen im Messgebiet<br />
- Industrie, Gewerbe, Kleinfeuerungsanlagen im Messgebiet<br />
3. Regionale Belastung (Landeshintergrund)<br />
- Verkehr, Industrie, Gewerbe, Kleinfeuerungsanlagen in der Region<br />
- Biogene Emissionen<br />
- Ferntransport<br />
- Sekundär-Aerosole, aus städt. und regionalen Vorläufersubstanzen<br />
- Sonstige Einflüsse wie Verwitterung, Baustellen, Abwehungen von<br />
LKW-Ladungen, Bau- und Arbeitsmaschinen, sonstigen Vorgängen<br />
Natürliche und anthropogene Quellen<br />
Quelle<br />
Natürliche<br />
Quellen<br />
Anthropogene<br />
Quellen<br />
Bodenerosion<br />
Sandstürme<br />
Vulkanasche<br />
Maritimes Aerosol (Meersalz)<br />
Asche aus Waldbränden<br />
Biogene Stäube (Pollen, Schimmelpilzsporen,<br />
Milbenexkremente)<br />
Stationäre Verbrennung (Heizung, Energieerzeugung)<br />
Mobile Verbrennung (Verkehr)<br />
Verhüttung<br />
Industrielle Prozesse (Metallverarbeitung)<br />
Schüttgutumschlag<br />
Zigarettenrauch<br />
Partikelgröße<br />
1 – 150 µm<br />
1 – 150 µm<br />
0,005 – 150 µm<br />
1 – 20 µm<br />
0,005 – 30 µm<br />
2 – 50 µm<br />
0,005 – 2,5 µm<br />
0,005 – 2,5 µm<br />
0,1 – 30 µm<br />
0,005 – 2,5 µm<br />
10 – 150 µm<br />
0,02 – 10 µm<br />
Quelle: BMU, Tagung des KRdL am <strong>19</strong>.4.2005<br />
46<br />
Regierungspräsidium Stuttgart, Landesgesundheitsamt
Charakterisierung der Feinstaubbelastungen bei Kindern - Unter- <strong>Umed</strong> <strong>Info</strong> <strong>19</strong><br />
suchungen des Landesgesundheitsamts in der Außen- und Innenraumluft<br />
Bernhard Link<br />
Folie 1<br />
Untersuchungen des Landesgesundheitsam tes<br />
Untersuchungen des Landesgesundheitsamtes<br />
zu Feinstaubbelastungen<br />
zu Feinstaubbelastungen<br />
25. Oktober 2005<br />
Regierungspräsidium Stuttgart<br />
Stuttgart<br />
Landesgesundheitsamt<br />
Landesgesundheitsamt<br />
Dr. Bernhard Link<br />
Regierungspräsidium Stuttgart<br />
Folie 2<br />
Messungen in der Außenluft<br />
• starke zeitliche Variation, Abhängigkeit von<br />
meteorologischen Einflüssen (Inversionswetterlagen)<br />
• PM2,5-Unterschiede zwischen verschiedenen<br />
Regionen gering<br />
• meist enge Korrelation zwischen PM10 und PM2,5<br />
• Partikelzusammensetzung und Staubinhaltsstoffe<br />
können sich an unterschiedlichen Standorten jedoch<br />
stärker unterscheiden<br />
• Chemische Aktivität der Staubinhaltsstoffe in<br />
städtischem Gebiet höher als auf dem Land<br />
Folie 3<br />
Folie 3<br />
Folie 4 u. 5<br />
Folie 6<br />
Folie 7<br />
Regierungspräsidium Stuttgart<br />
Regierungspräsidium Stuttgart, Landesgesundheitsamt 47
Charakterisierung der Feinstaubbelastungen bei Kindern - Unter- <strong>Umed</strong> <strong>Info</strong> <strong>19</strong><br />
suchungen des Landesgesundheitsamts in der Außen- und Innenraumluft<br />
Bernhard Link<br />
Folie 3<br />
PM2,5 Tagesmittelwerte<br />
100<br />
Aulendorf (MW = 17,4 µg/m³)<br />
Mannheim-Schule (MW = 21,7 µg/m³)<br />
80<br />
gelbe Balken: Inversionswetterlagen<br />
µg/m³<br />
60<br />
40<br />
20<br />
0<br />
01. Dez 01 01. Jan 02 01. Feb 02 01. Mrz 02 01. Apr 02 01. Mai 02<br />
Regierungspräsidium Stuttgart<br />
Folie 4<br />
Vergleich PM2,5 und PM10<br />
150<br />
Konzentration in µg/m³<br />
125<br />
100<br />
75<br />
50<br />
Mannheim-Schule PM10<br />
Mannheim-Schule PM2,5<br />
25<br />
0<br />
02. Dez 01<br />
16. Dez 01<br />
30. Dez 01<br />
13. Jan 02<br />
27. Jan 02<br />
10. Feb 02<br />
24. Feb 02<br />
10. Mrz 02<br />
24. Mrz 02<br />
07. Apr 02<br />
21. Apr 02<br />
05. Mai 02<br />
<strong>19</strong>. Mai 02<br />
02. Jun 02<br />
Regierungspräsidium Stuttgart<br />
48<br />
Regierungspräsidium Stuttgart, Landesgesundheitsamt
Charakterisierung der Feinstaubbelastungen bei Kindern - Unter- <strong>Umed</strong> <strong>Info</strong> <strong>19</strong><br />
suchungen des Landesgesundheitsamts in der Außen- und Innenraumluft<br />
Bernhard Link<br />
Folie 5<br />
PM2,5 (µg/m³)<br />
100<br />
90<br />
80<br />
70<br />
60<br />
50<br />
40<br />
30<br />
20<br />
10<br />
0<br />
Korrelation zwischen PM2,5 und PM10<br />
Aulendorf<br />
Bad Waldsee<br />
Mannheim-Schule<br />
Mannheim-Straße<br />
0 20 40 60 80 100<br />
PM10 (µg/m³)<br />
Bemerkung:<br />
Auswertezeitraum<br />
Aulendorf<br />
12.12.01 - 06.05.02<br />
Bad Waldsee<br />
13.02.02 - 17.06.02<br />
Mannheim-Schule<br />
08.12.01 - 13.05.02<br />
Mannheim-Straße<br />
24.02.02 - 05.06.02<br />
Regierungspräsidium Stuttgart<br />
Folie 6<br />
Staubinhaltsstoffe in PM10<br />
(Konzentration in der Luft;<br />
Mittelwerte 12.12.01-6.5.02)<br />
relative Konzentration in %<br />
350<br />
300<br />
250<br />
200<br />
150<br />
100<br />
50<br />
0<br />
PM10 Pb Cd Ni As<br />
Ma-Straße<br />
S-Bad Cannstatt<br />
Ma-Nord<br />
Kehl-Süd<br />
Bad Waldsee<br />
Regierungspräsidium Stuttgart<br />
Regierungspräsidium Stuttgart, Landesgesundheitsamt 49
Charakterisierung der Feinstaubbelastungen bei Kindern - Unter- <strong>Umed</strong> <strong>Info</strong> <strong>19</strong><br />
suchungen des Landesgesundheitsamts in der Außen- und Innenraumluft<br />
Bernhard Link<br />
Folie 7<br />
Chemische Aktivität von PM2,5<br />
PM2,5 auf Glasfaserfilter<br />
OH-Radikalbildung in PM2,5<br />
auf Glasfaserfilter<br />
µg PM2,5/m³<br />
50<br />
40<br />
30<br />
20<br />
Mean<br />
Mean+SD<br />
Mean-SD<br />
ESR-Signal/m³<br />
35000<br />
30000<br />
25000<br />
20000<br />
15000<br />
10000<br />
Mean<br />
Mean+SD<br />
Mean-SD<br />
10<br />
5000<br />
0<br />
Aulendorf<br />
(n=25)<br />
Ma-Schule<br />
(n=29)<br />
Ma-Straße<br />
(n=8)<br />
Bad<br />
Waldsee<br />
(n=25)<br />
0<br />
Aulendorf<br />
(n=25)<br />
Ma-Schule<br />
(n=29)<br />
Ma-Straße<br />
(n=8)<br />
Bad<br />
Waldsee<br />
(n=25)<br />
Regierungspräsidium Stuttgart<br />
Folie 8<br />
Messungen der Innenraum luft<br />
• PM2,5-Verteilung im unteren Bereich wie in Außenluft, aber<br />
zahlreiche W erte im Bereich über 50 µg/m³<br />
• keine enge Korrelation zwischen PM2,5 in Außen- und<br />
Innenraumluft (gilt insbesondere für das W interhalbjahr)<br />
• mäßige Beziehung zwischen PM2,5 und Ruß<br />
• hohe PM2,5-Konzentrationen in Raucherwohnungen;<br />
Tabakrauch wichtigste Quelle für Innenraumbelastungen<br />
• Jahreszeitliche Einflüsse bei Verteilung zwischen innen und<br />
außen und bei den Staubinhaltsstoffen<br />
• für Partikel im Bereich 3-12 µ m liegt Quelle primär in<br />
Innenräumen (mechanische Prozesse)<br />
• schwarzer Kohlenstoff in Grobstaubfraktion kann als<br />
Indikator für Straßeneinfluss herangezogen werden<br />
• hohe Partikelzahl im Straßenverkehr und bei thermischen<br />
Prozessen in der Innenraumluft (Rauchen, Backen, Kochen<br />
u. ä.)<br />
Folie 9<br />
Folie 10<br />
Folie 11<br />
Folie 12<br />
Folien 13<br />
u. 14<br />
Folie 15<br />
Folie 16<br />
Folien 17 bis<br />
<strong>19</strong><br />
Regierungspräsidium Stuttgart<br />
50<br />
Regierungspräsidium Stuttgart, Landesgesundheitsamt
Charakterisierung der Feinstaubbelastungen bei Kindern - Unter- <strong>Umed</strong> <strong>Info</strong> <strong>19</strong><br />
suchungen des Landesgesundheitsamts in der Außen- und Innenraumluft<br />
Bernhard Link<br />
Folie 9<br />
PM2,5 Wochenmittel an/in Wohnungen<br />
Wohnung außen<br />
Wohnung innen<br />
25<br />
Häufigkeit in %<br />
20<br />
15<br />
10<br />
5<br />
0<br />
Charakterisierung der Feinstaubbelastungen bei Kindern - Unter- <strong>Umed</strong> <strong>Info</strong> <strong>19</strong><br />
suchungen des Landesgesundheitsamts in der Außen- und Innenraumluft<br />
Bernhard Link<br />
Folie 11<br />
Streudiagramm PM2,5 gegen Ruß in Wohnungen<br />
Ruß (BC) im Innenraum. [µg/m³]<br />
4,5<br />
4<br />
3,5<br />
3<br />
2,5<br />
2<br />
1,5<br />
1<br />
,5<br />
0<br />
0 20 40 60 80 100 120 140<br />
PM2,5 in der Wohnung<br />
Konz-Ruß. [µg/m³] = 0,697 + 0,018 * PM2,5; R² = 0,389<br />
Regierungspräsidium Stuttgart<br />
Anteil der Nichtraucher- und Raucherhaushalte<br />
in Abhängigkeit von der PM 2,5 -Konzentration<br />
50<br />
Anteil in Prozent<br />
40<br />
30<br />
20<br />
10<br />
Nichtraucher<br />
Raucherhaushalt<br />
0<br />
< 30 µg/m³ > 30 µg/m³<br />
Regierungspräsidium Stuttgart<br />
52<br />
Regierungspräsidium Stuttgart, Landesgesundheitsamt
Charakterisierung der Feinstaubbelastungen bei Kindern - Unter- <strong>Umed</strong> <strong>Info</strong> <strong>19</strong><br />
suchungen des Landesgesundheitsamts in der Außen- und Innenraumluft<br />
Bernhard Link<br />
Folie 13<br />
Jahreszeitlicher Einfluss PM2,5<br />
70<br />
Messungen bei Mitarbeitern von GÄ<br />
60<br />
PM2,5 innen (µg/m³)<br />
50<br />
40<br />
30<br />
20<br />
innen/außen<br />
Sommer<br />
innen/außen<br />
Winter<br />
10<br />
0<br />
0 10 20 30 40 50 60 70<br />
PM2,5 außen (µg/m³)<br />
Regierungspräsidium Stuttgart<br />
Folie 14<br />
Zusammensetzung PM2,5<br />
Vergleich PM2,5<br />
Vergleich Ruß in PM2,5<br />
Konzentration, µg/m³<br />
45<br />
40<br />
35<br />
30<br />
25<br />
20<br />
15<br />
10<br />
5<br />
Sommer<br />
Winter<br />
Konzentration, µg/m³<br />
3,5<br />
3,0<br />
2,5<br />
2,0<br />
1,5<br />
1,0<br />
0,5<br />
Sommer<br />
Winter<br />
0<br />
Außenluft Wohnzimmer Küche<br />
0,0<br />
Außenluft Wohnzimmer Küche<br />
Vergleich Sulfat in PM2,5<br />
Vergleich Nitrat in PM2,5<br />
Konzentration, µg/m³<br />
6<br />
5<br />
4<br />
3<br />
2<br />
1<br />
Sommer<br />
Winter<br />
Nachweisgrenze: 0,12 µg/m³<br />
Konzentration, µg/m³<br />
10<br />
8<br />
6<br />
4<br />
2<br />
Sommer<br />
Winter<br />
Nachweisgrenze: 0,02 µg/m³<br />
0<br />
Außenluft Wohnzimmer Küche<br />
0<br />
Außenluft Wohnzimmer Küche<br />
Regierungspräsidium Stuttgart<br />
Regierungspräsidium Stuttgart, Landesgesundheitsamt 53
Charakterisierung der Feinstaubbelastungen bei Kindern - Unter- <strong>Umed</strong> <strong>Info</strong> <strong>19</strong><br />
suchungen des Landesgesundheitsamts in der Außen- und Innenraumluft<br />
Bernhard Link<br />
Folie 15<br />
Grobstaub in und vor Wohnungen<br />
10<br />
9<br />
8<br />
7<br />
6<br />
Wohnungen außen<br />
Wohnungen innen<br />
5<br />
4<br />
3<br />
2<br />
1<br />
0<br />
3-6 6-12 12-24 24-48 48-96<br />
Partikelfraktion [µm]<br />
Regierungspräsidium Stuttgart<br />
Folie 16<br />
1,20<br />
Schwarzer Kohlenstoff in der<br />
Grobstaubfraktion<br />
Konz. [µg/m³]<br />
1,00<br />
0,80<br />
0,60<br />
0,40<br />
Außenluft an den<br />
Wohnungen<br />
Innenraumluft in den<br />
Wohnungen<br />
0,20<br />
0,00<br />
3-6 6-12 12-24 24-48 48-96<br />
Partikelfraktion [µm]<br />
Regierungspräsidium Stuttgart<br />
54<br />
Regierungspräsidium Stuttgart, Landesgesundheitsamt
Charakterisierung der Feinstaubbelastungen bei Kindern - Unter- <strong>Umed</strong> <strong>Info</strong> <strong>19</strong><br />
suchungen des Landesgesundheitsamts in der Außen- und Innenraumluft<br />
Bernhard Link<br />
Folie 17<br />
Verkehrsbelastete Wohnung: außen - innen<br />
250000<br />
innen<br />
außen<br />
200000<br />
Teilchen pro cm³<br />
150000<br />
100000<br />
50000<br />
0<br />
08:00<br />
09:00<br />
10:00<br />
11:00<br />
12:00<br />
13:00<br />
14:00<br />
15:00<br />
16:00<br />
17:00<br />
18:00<br />
<strong>19</strong>:00<br />
20:00<br />
21:00<br />
22:00<br />
Zeit<br />
Regierungspräsidium Stuttgart<br />
Folie 18<br />
Wohnung in Mannheim (Teilchen pro cm³)<br />
250000<br />
innen<br />
außen<br />
200000<br />
150000<br />
100000<br />
50000<br />
0<br />
10:57<br />
11:17<br />
11:37<br />
11:57<br />
12:17<br />
12:37<br />
12:57<br />
13:17<br />
13:37<br />
13:57<br />
14:17<br />
14:37<br />
14:57<br />
15:17<br />
15:37<br />
15:57<br />
16:17<br />
16:37<br />
16:57<br />
17:17<br />
17:37<br />
17:57<br />
18:17<br />
18:37<br />
18:57<br />
<strong>19</strong>:17<br />
<strong>19</strong>:37<br />
<strong>19</strong>:57<br />
20:17<br />
Regierungspräsidium Stuttgart<br />
Regierungspräsidium Stuttgart, Landesgesundheitsamt 55
Charakterisierung der Feinstaubbelastungen bei Kindern - Unter- <strong>Umed</strong> <strong>Info</strong> <strong>19</strong><br />
suchungen des Landesgesundheitsamts in der Außen- und Innenraumluft<br />
Bernhard Link<br />
Folie <strong>19</strong><br />
Bad Waldsee Wohnung innen (Teilchen pro cm 3)<br />
400000<br />
350000<br />
300000<br />
250000<br />
200000<br />
150000<br />
100000<br />
50000<br />
0<br />
Kochen -50000<br />
Rauchen<br />
-100000<br />
Essen kochen<br />
kein Raucher<br />
Wasserkochen<br />
08:00<br />
08:20<br />
08:40<br />
09:00<br />
09:20<br />
09:40<br />
10:00<br />
10:20<br />
10:40<br />
11:00<br />
11:20<br />
11:40<br />
12:00<br />
12:20<br />
12:40<br />
13:00<br />
13:20<br />
13:40<br />
14:00<br />
14:20<br />
14:40<br />
15:00<br />
15:20<br />
15:40<br />
16:00<br />
16:20<br />
16:40<br />
17:00<br />
17:20<br />
17:40<br />
18:00<br />
18:20<br />
18:40<br />
<strong>19</strong>:00<br />
<strong>19</strong>:20<br />
<strong>19</strong>:40<br />
20:00<br />
20:20<br />
20:40<br />
21:00<br />
21:20<br />
21:40<br />
22:00<br />
Regierungspräsidium Stuttgart<br />
Fo lie 20<br />
B eteiligte Institutionen<br />
• Landesgesundheitsam t Baden-W ürttem berg<br />
• G esundheitsam t M annheim<br />
• G esundheitsam t O rtenaukreis<br />
• G esundheitsam t Landkreis R avensburg<br />
• G esundheitsam t Stuttgart<br />
• U M EG Zentrum für U m weltm essungen,<br />
U m welterhebungen und G erätesicherheit K arlsruhe<br />
• D eutscher W etterdienst Freiburg<br />
• Institut für um w eltm edizinische F orschung (IU F)<br />
D üsseldorf<br />
• gefördert durch Landesm ittel (BW PLU S)<br />
R egierungsprä sidium S tuttgart<br />
56<br />
Regierungspräsidium Stuttgart, Landesgesundheitsamt
Maßnahmenpläne zur Senkung der Feinstaubbelastungen- <strong>Umed</strong> <strong>Info</strong> <strong>19</strong><br />
Rechtlicher Hintergrund und Ziele<br />
Arno Naumann<br />
Luftreinhalte-/Aktionsplan<br />
für den Regierungsbezirk Stuttgart<br />
Teilplan Landeshauptstadt Stuttgart<br />
Baden-Württemberg<br />
UMWELTMINISTERIUM<br />
PRESSESTELLE<br />
PRESSEMITTEILUNG 20. Oktober 2005<br />
Nr. 148/2005<br />
Baden-Württembergs Umweltministerin Tanja Gönner zu<br />
Sondierungsgesprächen bei EU-Umweltkommissar Stavros<br />
Dimas<br />
Gönner will Dialog mit EU-Kommission vertiefen:<br />
"Europäische Vorgaben bestimmen zunehmend<br />
Umweltpolitik in den Ländern."<br />
EU-Kommission muss eigenen Beitrag zu Luftreinhaltung<br />
leisten: Neue Emissionsgrenzwerte für Kraftfahrzeuge sind<br />
dringend notwendig.<br />
Folie 2<br />
LRD Naumann – Luftreinhalte-/Aktionsplan<br />
Regierungspräsidium Stuttgart, Landesgesundheitsamt 57
Maßnahmenpläne zur Senkung der Feinstaubbelastungen- <strong>Umed</strong> <strong>Info</strong> <strong>19</strong><br />
Rechtlicher Hintergrund und Ziele<br />
Arno Naumann<br />
Aufgabenstellung<br />
Die im Jahr 2004 durchgeführten Immissionsmessungen<br />
an hoch belasteten Straßenabschnitten in<br />
Stuttgart haben gezeigt, dass für die Luftschadstoffe<br />
Feinstaub (PM 10) und Stickstoffdioxid (NO 2<br />
) Immissionsgrenzwerte<br />
zum Schutz der menschlichen<br />
Gesundheit überschritten sind. Die Messungen im<br />
Jahr 2005 bestätigen die festgestellten Grenzwertüberschreitungen.<br />
Deshalb muss ein Aktionsplan<br />
aufgestellt werden. Die darin festgelegten Maßnahmen<br />
sollen kurzfristig die Situation verbessern.<br />
Folie 3<br />
LRD Naumann – Luftreinhalte-/Aktionsplan<br />
Gesetzeslage<br />
Die Immissionsgrenzwerte für PM10 und NO 2<br />
gehen<br />
auf das europäische Luftqualitätsrecht (Richtlinie<br />
96/62/EG vom 27. September <strong>19</strong>96 über die Beurteilung<br />
und Kontrolle der Luftqualität, die sogenannte<br />
Luftqualitätsrahmenrichtlinie mit Tochterrichtlinien)<br />
zurück, das durch eine Änderung des Bundes-<br />
Immissionsschutzgesetzes (BImSchG) und der Verordnung<br />
über Immissionswerte für Schadstoffe in der<br />
Luft (22. BImSchV) im September 2002 in deutsches<br />
Recht umgesetzt wurde.<br />
Folie 4<br />
LRD Naumann – Luftreinhalte-/Aktionsplan<br />
58<br />
Regierungspräsidium Stuttgart, Landesgesundheitsamt
Maßnahmenpläne zur Senkung der Feinstaubbelastungen- <strong>Umed</strong> <strong>Info</strong> <strong>19</strong><br />
Rechtlicher Hintergrund und Ziele<br />
Arno Naumann<br />
22. BImSchV<br />
Für den Schutz der menschlichen Gesundheit beträgt der ab<br />
1. Januar 2005 einzuhaltende über 24 Stunden gemittelte<br />
Tagesimmissionsgrenzwert für Partikel PM10<br />
50µg/m³,<br />
bei 35 zugelassenen Überschreitungen im Kalenderjahr.<br />
Eine Probenahmezeit von 0:00 bis 24:00 Uhr ist anzustreben.<br />
Luftreinhaltepläne zur Verringerung der Konzentration von<br />
PM10 müssen auch auf die Verringerung der Konzentration<br />
von PM2,5 abzielen.<br />
Folie 5<br />
LRD Naumann – Luftreinhalte-/Aktionsplan<br />
Aus der EU-Kommission<br />
Im September 2005<br />
Die EU hat im Rahmen der Diskussion über die Luftqualität ihre<br />
thematische Strategie und einen Richtlinienvorschlag veröffentlicht.<br />
- Die bisher festgelegten Luftqualitätsnormen werden nicht<br />
aufgeweicht.<br />
- Neue Vorschriften für kleinste Feinpartikel, (PM2,5) sollen<br />
erlassen werden.<br />
- Wer alle vertretbaren Maßnahmen ergriffen hat, um die Vorschriften<br />
zu erfüllen, dies aber in spezifischen Gebieten nicht konnte,<br />
soll eine zusätzliche Frist zur Einhaltung der Grenzwerte erhalten.<br />
Folie 6<br />
LRD Naumann – Luftreinhalte-/Aktionsplan<br />
Regierungspräsidium Stuttgart, Landesgesundheitsamt 59
Maßnahmenpläne zur Senkung der Feinstaubbelastungen- <strong>Umed</strong> <strong>Info</strong> <strong>19</strong><br />
Rechtlicher Hintergrund und Ziele<br />
Arno Naumann<br />
Verhältnismäßigkeit<br />
Die Maßnahmen sind entsprechend<br />
des Verursacheranteils unter Beachtung<br />
des Grundsatzes der Verhältnismäßigkeit<br />
gegen alle Emittenten zu<br />
richten, die zum Überschreiten der<br />
Immissionswerte beitragen.<br />
Folie 7<br />
LRD Naumann – Luftreinhalte-/Aktionsplan<br />
Nach § 47 Abs. 5 S.2, S. 3 BImSchG<br />
Verfahren<br />
- ist die Öffentlichkeit bei der Aufstellung der Pläne zu beteiligen.<br />
- müssen die Pläne für die Öffentlichkeit zugänglich sein.<br />
Das Öffentlichkeitsbeteiligungsgesetz als spezielle Beteiligungsvorschrift ist<br />
in der Vorbereitung.<br />
Der Entwurf sieht vor, die Öffentlichkeit wie bei sonstigen Großverfahren zu<br />
beteiligen.<br />
Die Beteiligung von Trägern öffentlicher Belange ist gesetzlich nur in einem<br />
Punkt geregelt:<br />
Nach § 47 Abs. 4 S. 2 BImSchG werden<br />
Maßnahmen im Straßenverkehr einvernehmlich mit den Straßenbau- und<br />
Straßenverkehrsbehörden festgelegt.<br />
Unbestritten ist, dass bei Spezialfragen, die z. B. den Gesundheitsschutz<br />
betreffen, die zuständigen Gesundheitsbehörden befragt werden können.<br />
Folie 8<br />
LRD Naumann – Luftreinhalte-/Aktionsplan<br />
60<br />
Regierungspräsidium Stuttgart, Landesgesundheitsamt
Maßnahmenpläne zur Senkung der Feinstaubbelastungen- <strong>Umed</strong> <strong>Info</strong> <strong>19</strong><br />
Rechtlicher Hintergrund und Ziele<br />
Arno Naumann<br />
Zuständigkeiten<br />
Für die Erstellung der Luftreinhalte-<br />
/Aktionspläne sind die<br />
Regierungspräsidien nach<br />
§ 8 Abs. 2 BImSchZuVo rückwirkend<br />
seit 1. Januar 2005<br />
zuständig.<br />
Folie 9<br />
LRD Naumann – Luftreinhalte-/Aktionsplan<br />
Rückgang der Feinstaubbelastung<br />
Die Emissionen des Feinstaubs (PM10) in Baden-Württemberg<br />
haben von <strong>19</strong>94 bis 2002 um 23 % abgenommen. Beim<br />
Verkehr betrug die Abnahme sogar 43 %, beim Sektor<br />
Industrie und Gewerbe 12% und bei sonstigen technischen<br />
Einrichtungen 9 %. Diese Minderungen sind erfreulich. Sie<br />
reichen aber nicht aus, um die neuen Immissionsgrenzwerte<br />
für Feinstaub (PM10) und Stickstoffdioxid (NO 2<br />
) auch überall<br />
in der Nähe von verkehrlichen Belastungsschwerpunkten<br />
einzuhalten. Wir haben es also nicht mit einer Verschlechterung<br />
der Luftqualität, sondern mit der erstmaligen Einführung<br />
von sehr anspruchsvollen Grenzwerten zu tun.<br />
Folie 10<br />
LRD Naumann – Luftreinhalte-/Aktionsplan<br />
Regierungspräsidium Stuttgart, Landesgesundheitsamt 61
Maßnahmenpläne zur Senkung der Feinstaubbelastungen- <strong>Umed</strong> <strong>Info</strong> <strong>19</strong><br />
Rechtlicher Hintergrund und Ziele<br />
Arno Naumann<br />
Konkrete Messung und Beginn der Planungen<br />
Durch die im Spätsommer/Herbst 2004 bekannt gewordenen<br />
vorläufigen Ergebnisse aus den laufenden<br />
Durch die im Spätsommer/Herbst 2004 bekannt gewordenen<br />
vorläufigen Ergebnisse aus den laufenden<br />
Spotmessungen ergab sich, dass für Feinstaub (PM10)<br />
Spotmessungen ergab sich, dass für Feinstaub (PM10)<br />
an einer Reihe von straßennahen Belastungspunkten<br />
an einer Reihe von straßennahen Belastungspunkten<br />
im Jahr 2005 mit Grenzwertüberschreitungen zu rechnen<br />
sein würde. Die bereits laufenden Arbeiten an den<br />
im Jahr 2005 mit Grenzwertüberschreitungen zu rechnen<br />
sein würde. Die bereits laufenden Arbeiten an den<br />
Luftreinhalteplänen zur Minderung des Schadstoffs<br />
Luftreinhalteplänen zur Minderung des Schadstoffs<br />
Stickstoffoxid wurden daher umgehend erweitert und<br />
Stickstoffoxid wurden daher umgehend erweitert und<br />
als Luftreinhalte- und Aktionspläne zur Minderung der<br />
als Luftreinhalte- und Aktionspläne zur Minderung der<br />
Schadstoffe<br />
Schadstoffe<br />
Feinstaub<br />
Feinstaub<br />
(PM10)<br />
(PM10)<br />
und<br />
und<br />
Stickstoffdioxid<br />
Stickstoffdioxid<br />
intensiv<br />
intensiv<br />
vorangetrieben.<br />
vorangetrieben.<br />
Folie 11<br />
LRD Naumann – Luftreinhalte -/Aktionsplan<br />
– -<br />
Räumliche Betrachtung<br />
Eine flächendeckende Betrachtung der Luftreinhaltung<br />
ist gesetzlich nicht geboten. Wir<br />
konzentrieren uns auf stark befahrene Straßenabschnitte<br />
mit einer Randbebauung, die den<br />
Luftaustausch behindert; hinzu kommt ein<br />
hoher Lkw-Anteil am Verkehrsgeschehen. Nur<br />
auf diese Art und Weise können wir im Interesse<br />
der Bürgerinnen und Bürger, die dort wohnen<br />
und arbeiten, zeitnah reagieren.<br />
Folie 12<br />
LRD Naumann – Luftreinhalte-/Aktionsplan<br />
62<br />
Regierungspräsidium Stuttgart, Landesgesundheitsamt
Maßnahmenpläne zur Senkung der Feinstaubbelastungen- <strong>Umed</strong> <strong>Info</strong> <strong>19</strong><br />
Rechtlicher Hintergrund und Ziele<br />
Arno Naumann<br />
Verursacher Straßenverkehr<br />
Als Verursacher der ausschließlich straßennah<br />
gelegenen Belastungsbereiche von Feinstaub<br />
und Stickstoffdioxid kommt dem motorisierten<br />
Straßenverkehr eine besondere Bedeutung zu.<br />
Der Schwerpunkt der Maßnahmen der Luftreinhalte-<br />
und Aktionspläne liegt in diesem Bereich.<br />
Dazu zählen auch Maßnahmen technischer Art.<br />
Es ist unstrittig, dass die Kraftfahrzeuge in den<br />
nächsten Jahren nochmals deutlich sauberer<br />
werden müssen.<br />
Folie 13<br />
LRD Naumann – Luftreinhalte-/Aktionsplan<br />
Folie 14<br />
LRD Naumann – Luftreinhalte-/Aktionsplan<br />
Regierungspräsidium Stuttgart, Landesgesundheitsamt 63
Maßnahmenpläne zur Senkung der Feinstaubbelastungen- <strong>Umed</strong> <strong>Info</strong> <strong>19</strong><br />
Rechtlicher Hintergrund und Ziele<br />
Arno Naumann<br />
Spot-Messpunkt<br />
Anzahl der<br />
Tage<br />
mit Werten<br />
> 50 µg/m³<br />
Jahresmittelwert<br />
in µg/m³<br />
lokaler<br />
Beitrag<br />
städtischer<br />
Hintergrund<br />
großräumiger<br />
Hintergrund*<br />
Arnulf-Klett-Platz 42 34 26 % 30 % 44 %<br />
Am Neckartor 160 51 51 % 20 % 29 %<br />
Hohenheimer Straße 58 36 30 % 28 % 42 %<br />
Waiblinger Straße 65 36 31 % 28 % 41 %<br />
Siemensstraße 63 37 32 % 27 % 41 %<br />
* enthält Anteile von Industrieanlagen, Verkehrsemissionen, Waldbränden, Meersalz usw.;<br />
es erfolgt keine Aufteilung bezüglich einzelner Emittentengruppen, da durch lokale und<br />
regionale Maßnahmen nicht zu beeinflussen<br />
Folie 15<br />
LRD Naumann – Luftreinhalte-/Aktionsplan<br />
Spot-Messpunkt lokaler und städtischer Hintergrund großräumiger<br />
Hintergrund**<br />
Straßenverkehr<br />
Industrie,<br />
Gewerbe<br />
Klein-feuerungen<br />
Offroad,<br />
Sonstige*<br />
Arnulf-Klett-Platz 47 % < 1 % 3 % 6 % 44 %<br />
Am Neckartor 65 % < 1 % 2 % 4 % 29 %<br />
Hohenheimer Straße 48 % < 1 % 4 % 6 % 42 %<br />
Waiblinger Straße 44 % 7 % 3 % 5 % 41 %<br />
Siemensstraße 46 % 4 % 3 % 6 % 41 %<br />
* Offroad: Schiff-, Schiene- und Luftverkehr; Sonstige: Geräte, Maschinen, Fahrzeuge aus Landwirtschaft, Forstwirtschaft,<br />
Bauwirtschaft,Industriefahrzeuge, Geräte des Bereichs Hobby und Garten, etc.<br />
** enthält Anteile von Industrieanlagen, Verkehrsemissionen, Waldbränden, Meersalz usw.; es erfolgt keine Aufteilung bezüglich<br />
einzelner Emittentengruppen, da durch lokale und regionale Maßnahmen nicht zu beeinflussen<br />
Folie 16<br />
LRD Naumann – Luftreinhalte-/Aktionsplan<br />
64<br />
Regierungspräsidium Stuttgart, Landesgesundheitsamt
Maßnahmenpläne zur Senkung der Feinstaubbelastungen- <strong>Umed</strong> <strong>Info</strong> <strong>19</strong><br />
Rechtlicher Hintergrund und Ziele<br />
Arno Naumann<br />
Folie 17<br />
LRD Naumann – Luftreinhalte-/Aktionsplan<br />
Dynamische Flotte 2005<br />
Überführt in<br />
Euro4<br />
Anteil<br />
100%<br />
90%<br />
80%<br />
70%<br />
60%<br />
50%<br />
40%<br />
30%<br />
20%<br />
10%<br />
Benzin/Euro4<br />
Benzin/Euro3<br />
Benzin/Euro2<br />
Benzin/Euro1<br />
Benzin/GKat
Maßnahmenpläne zur Senkung der Feinstaubbelastungen- <strong>Umed</strong> <strong>Info</strong> <strong>19</strong><br />
Rechtlicher Hintergrund und Ziele<br />
Arno Naumann<br />
Anzahl der Tage PM10 > 50 µg/m³<br />
160<br />
150<br />
140<br />
Messung<br />
Maßnahme Euro4<br />
130<br />
120<br />
110<br />
100<br />
Anzahl<br />
90<br />
80<br />
70<br />
60<br />
50<br />
Grenzwert<br />
40<br />
30<br />
Grenzwert<br />
20<br />
10<br />
0<br />
S-Mitte-Straße Spot Neckartor Spot Hohenheimer Straße Spot Siemenstraße Spot Waiblinger Straße<br />
Anzahl der Tage mit Überschreitungen des PM10-Tagesmittelwertes<br />
von 50 µg/m³ für die Messdaten 2004 und für die<br />
Maßnahme "nur Dieselfahrzeuge mit EURO 4-Ausstattung"<br />
Folie <strong>19</strong><br />
LRD Naumann – Luftreinhalte-/Aktionsplan<br />
Anzahl der Tage PM10 > 50 µg/m³ bei Fahrverbot nach Kennzeichenregelung<br />
160<br />
150<br />
140<br />
Messung<br />
Maßnahme Schild<br />
130<br />
120<br />
110<br />
100<br />
Anzahl<br />
90<br />
80<br />
70<br />
60<br />
50<br />
Grenzwert<br />
40<br />
30<br />
Grenzwert<br />
20<br />
10<br />
0<br />
S-Mitte-Straße Spot Neckartor Spot Hohenheimer<br />
Straße<br />
Spot Siemenstraße<br />
Spot Waiblinger Straße<br />
Anzahl der Tage mit Überschreitungen des PM10-Tagesmittel<br />
wertes von 50 µg/m³ für die Messdaten 2004 und für die Maßnahme<br />
"Kennzeichen-Regelung"<br />
Folie 20<br />
LRD Naumann – Luftreinhalte-/Aktionsplan<br />
66<br />
Regierungspräsidium Stuttgart, Landesgesundheitsamt
Maßnahmenpläne zur Senkung der Feinstaubbelastungen- <strong>Umed</strong> <strong>Info</strong> <strong>19</strong><br />
Rechtlicher Hintergrund und Ziele<br />
Arno Naumann<br />
Kurzübersicht der Maßnahmen<br />
Verkehrsverbote, Verkehrsbeschränkungen, Maut<br />
M 1 Ganzjähriges Lkw-Durchfahrtsverbot (Anlieger frei) im Stadtgebiet Stuttgart ab 2006.<br />
M 2 Ganzjähriges Fahrverbot im Stadtgebiet Stuttgart ab 2007<br />
für Diesel-Kfz schlechter EURO 1<br />
mit Befreiungsmöglichkeit bei Nachrüstung eines Partikelfilters.<br />
M 3 Ganzjähriges Fahrverbot im Stadtgebiet Stuttgart ab 2008<br />
für Diesel-Kfz schlechter EURO 2<br />
mit Befreiungsmöglichkeit bei Nachrüstung eines Partikelfilters.<br />
M 4 Ganzjähriges Fahrverbot im Stadtgebiet Stuttgart ab 2010<br />
für alle Kfz schlechter EURO 2.<br />
M 5 Ganzjähriges Fahrverbot im Stadtgebiet Stuttgart ab 2012<br />
für alle Kfz schlechter EURO 3.<br />
M 6 Ausweisung von Fahrspuren auf mehrspurigen Straßen für die ausschließliche Benutzung<br />
von Pkw mit einer Mindestbesetzung von 3 Personen sowie von Bussen, Taxis und Einsatz-<br />
/Rettungsfahrzeugen.<br />
M 7 Ausdehnung der Lkw-Mautpflicht auf genau bezeichnete Abschnitte von Bundesstraßen<br />
(Ausweichstrecken) und Differenzierung der Mautsätze nach Emissionsklassen.<br />
Folie 21<br />
LRD Naumann – Luftreinhalte-/Aktionsplan<br />
Verordnung zur Durchführung des Bundes-ImmissionsschutzG<br />
(Verordnung zur Kennzeichnung der Kraftfahrzeuge entsprechend<br />
ihrem Beitrag zur Schadstoffbelastung (KfzKennzVO) - ... BImSchV<br />
Beschluss des Bundesrates vom 14.10.2005<br />
Plakettenmuster<br />
Durchmesser:<br />
80 mm<br />
Schriftfeld:<br />
60 x 20 mm<br />
Schrift:<br />
schwarz, mit<br />
lichtechtem Stift<br />
Schadstoffgruppe 2 Schadstoffgruppe 3<br />
2<br />
<br />
<br />
3<br />
<br />
Schadstoffgruppe 4<br />
4 <br />
Plakettenfarbe<br />
weiß RAL 9010,<br />
lichtecht<br />
weiß RAL 9010,<br />
lichtecht<br />
weiß RAL 6080,<br />
lichtecht<br />
Schriftfeld<br />
weiß, schwarz<br />
umrandet<br />
weiß, schwarz<br />
umrandet<br />
weiß, schwarz<br />
umrandet<br />
Folie 22<br />
LRD Naumann – Luftreinhalte-/Aktionsplan<br />
Regierungspräsidium Stuttgart, Landesgesundheitsamt 67
Maßnahmenpläne zur Senkung der Feinstaubbelastungen- <strong>Umed</strong> <strong>Info</strong> <strong>19</strong><br />
Rechtlicher Hintergrund und Ziele<br />
Arno Naumann<br />
<strong>Öffentlicher</strong> Personennahverkehr (ÖPNV)<br />
M 8<br />
M 9<br />
M 10<br />
M 11<br />
M 12<br />
M 13<br />
M 14<br />
M 15<br />
Einführung einer Umweltfahrkarte im Gebiet des Verkehrsverbundes Stuttgart (VVS)<br />
Ausbau des Stadtbahnnetzes.<br />
Verlängerung des Viertelstundentaktes im S-Bahnnetz (VVS) in den Abend hinein.<br />
Anpassung der Zugbehängung im S-Bahnnetz in der Spitzenverkehrszeit morgens<br />
(Verlängerung Vollzug zum Langzug)<br />
Erstellung von Mobilitätskonzepten für Unternehmen und Behörden. Ziel ist die<br />
verstärkte Nutzung des ÖPNV.<br />
Umstellung der Busflotte der Stuttgarter Straßenbahnen AG (SSB):<br />
Bis Ende 2006 sind alle Busse der SSB mit einer Abgasnachbehandlung ausgestattet.<br />
Bis Ende 2008 sind alle Busse der SSB mit einem Partikelfilter ausgestattet.<br />
Bis Ende 2010 halten alle Busse der SSB hinsichtlich der NO x<br />
-Abgaswerte den<br />
Mindeststandard EURO 3 ein.<br />
Ausschreibungen der SSB für Streckenvergaben an Subunternehmer werden künftig<br />
Mindestanforderungen an die Umweltstandards der eingesetzten Busse enthalten.<br />
Die SSB führt ein Forschungs- und Entwicklungsprogramm durch. Ziel ist die<br />
Emissionsminderung und die Reduktion des Kraftstoffverbrauchs der SSB-Busflotte.<br />
Folie 23<br />
LRD Naumann – Luftreinhalte-/Aktionsplan<br />
Fuhrpark der Stadt und des Landes,<br />
mobile Maschinen und Geräte<br />
M 16 Alle Diesel-Kfz des Fuhrparks des Landes Baden-Württemberg<br />
werden mit Partikelfilter soweit wirtschaftlich und technisch<br />
möglich nachgerüstet oder durch Neubeschaffungen ersetzt.<br />
M 17 Alle Diesel-Kfz des Fuhrparks der Landeshauptstadt Stuttgart und<br />
deren städtischen Beteiligungsgesellschaften werden mit Partikelfilter<br />
soweit wirtschaftlich und technisch möglich nachgerüstet<br />
oder durch Neubeschaffung ersetzt.<br />
M 18 Ausstattung von mobilen Maschinen und Geräten, die dem Geltungsbereich<br />
der 28. BImSchV unterliegen, mit einem Partikelfilter.<br />
Alle mit Dieselmotoren betriebenen mobilen Maschinen und Geräte<br />
der Landeshauptstadt Stuttgart und deren städtischen Beteiligungsgesellschaften<br />
werden mit Partikelfilter soweit wirtschaftlich<br />
und technisch möglich nachgerüstet oder durch Neubeschaffungen<br />
ersetzt.<br />
Folie 24<br />
LRD Naumann – Luftreinhalte-/Aktionsplan<br />
68<br />
Regierungspräsidium Stuttgart, Landesgesundheitsamt
Maßnahmenpläne zur Senkung der Feinstaubbelastungen- <strong>Umed</strong> <strong>Info</strong> <strong>19</strong><br />
Rechtlicher Hintergrund und Ziele<br />
Arno Naumann<br />
Infrastruktur und Straßenbaumaßnahmen<br />
M <strong>19</strong> Inbetriebnahme des Pragtunnels im Jahr 2006.<br />
M 20<br />
M 21<br />
M 22<br />
M 23<br />
Verlegung der Messe vom Killesberg auf die<br />
Fildern im Jahr 2007.<br />
Untertunnelung der B 14 im innerstädtischen<br />
Bereich, z.B. Kulturmeile.<br />
Bau der Nordostumfahrung Stuttgart.<br />
Bau der Filderauffahrt Hedelfingen.<br />
Folie 25<br />
LRD Naumann – Luftreinhalte-/Aktionsplan<br />
Maßnahmen in den Bereichen Industrie, Gewerbe, Hausbrand<br />
Maßnahmen zur Staubminderung auf Großbaustellen<br />
M 32 Altanlagensanierung nach TA Luft, 13. und 17. BImSchV bei Industrie und<br />
Gewerbe.<br />
M 33 Verbrennungsverbot für Festbrennstoffe im Stadtgebiet Stuttgart.<br />
M 34 Verbrennungsverbot von Grüngut/Gartenabfällen im Stadtgebiet Stuttgart.<br />
M 35 Verbesserung der Baustellenlogistik bei Großbaustellen im Stadtgebiet<br />
Stuttgart (verbindlicher Staubminderungsplan).<br />
Öffentlichkeitsarbeit<br />
M 36 <strong>Info</strong>rmationskonzept für die Öffentlichkeit.<br />
Folie 27<br />
LRD Naumann – Luftreinhalte-/Aktionsplan<br />
Regierungspräsidium Stuttgart, Landesgesundheitsamt 69
Maßnahmenpläne zur Senkung der Feinstaubbelastungen- <strong>Umed</strong> <strong>Info</strong> <strong>19</strong><br />
Rechtlicher Hintergrund und Ziele<br />
Arno Naumann<br />
Sonstige Maßnahmen im Bereich Verkehr<br />
M 24 Optimierung des Verkehrsflusses im Bereich Neckartor, Heilmannstraße.<br />
M 25<br />
M 26<br />
M 27<br />
M 28<br />
M 29<br />
M 30<br />
M 31<br />
Integriertes Verkehrsleitsystem - immissionsabhängige Verkehrssteuerung.<br />
Entstaubung der Tunnelabluft von Tunnelstrecken im Stadtgebiet Stuttgart.<br />
Verteuerung von Parkgebühren in der Innenstadt Stuttgart auf 5 € pro Stunde.<br />
Müllanlieferung aus anderen Landkreisen zur Müllverbrennungsanlage<br />
Stuttgart nur über Bahntransport.<br />
Müllabfuhr und Straßenreinigung an Hauptverkehrsstraßen nur außerhalb der<br />
Hauptverkehrszeiten.<br />
Intensive Reinigung von Hauptverkehrsstraßen.<br />
Intensivierung der Straßenbegrünung im Stadtgebiet Stuttgart (Staubfilter).<br />
Folie 26<br />
LRD Naumann – Luftreinhalte-/Aktionsplan<br />
Vollzug<br />
Die nach § 47 BImSchG erarbeiteten Luftreinhalte- oder<br />
Aktionspläne stellen keine selbständigen Rechtsgrundlagen<br />
dar, sondern sind ein Verwaltungsinternum, an das die beteiligten<br />
Behörden gebunden sind.<br />
Die Umsetzung der Maßnahmen erfolgt nach den geltenden<br />
gesetzlichen Regeln.<br />
Eine Klage auf die Erarbeitung eines Plans hat aus Sicht<br />
des RP Stuttgart und der überwiegenden Rechtsprechung<br />
keine Aussicht auf Erfolg. Dies wird zur Zeit in einer beim<br />
VGH Mannheim anhängigen Berufung geklärt.<br />
Folie 28<br />
LRD Naumann – Luftreinhalte-/Aktionsplan<br />
70<br />
Regierungspräsidium Stuttgart, Landesgesundheitsamt
Feinstaub und Gesundheit - <strong>Umed</strong> <strong>Info</strong> <strong>19</strong><br />
Stellungnahme der Deutschen Gesellschaft für Pulmonologie<br />
Konrad Maier<br />
GSF-Forschungszentrum für Umwelt und Gesundheit<br />
Feinstaub und Gesundheit<br />
Fortbildungsveranstaltung des Landesgesundheitsamts<br />
Baden-Württemberg am 25.10.2005<br />
Dr. Konrad Maier<br />
Staubpartikel<br />
Belastung<br />
Quellen<br />
Gesundheitseffekte<br />
Deposition<br />
Abwehrmechanismen<br />
Wirkung<br />
Institut für<br />
Inhalationsbiologie<br />
1<br />
Feinstaub und Gesundheit<br />
Partikel<br />
Eigenschaften, Verteilung, Quellen<br />
Institut für<br />
Inhalationsbiologie<br />
2<br />
Regierungspräsidium Stuttgart, Landesgesundheitsamt 71
Feinstaub und Gesundheit - <strong>Umed</strong> <strong>Info</strong> <strong>19</strong><br />
Stellungnahme der Deutschen Gesellschaft für Pulmonologie<br />
Konrad Maier<br />
Relevante Partikelgrößen<br />
Ultrafeine Partikel PM 2,5 PM 10,0<br />
1 µm 10 µm<br />
1 µm = 0,001 mm<br />
(1 tausendstel Millimeter)<br />
Institut für<br />
Inhalationsbiologie<br />
3<br />
Tagesgang der Staubbelastung im Winter - Großstadt<br />
Staubbelastung<br />
Masse<br />
Partikelmasse (µg/m 3<br />
)<br />
Staubbelastung<br />
Teilchenanzahl<br />
Partikelanzahl (cm 3<br />
)<br />
Tageszeit<br />
Tageszeit<br />
Brand <strong>19</strong>91<br />
Institut für<br />
Inhalationsbiologie<br />
4<br />
72<br />
Regierungspräsidium Stuttgart, Landesgesundheitsamt
Feinstaub und Gesundheit - <strong>Umed</strong> <strong>Info</strong> <strong>19</strong><br />
Stellungnahme der Deutschen Gesellschaft für Pulmonologie<br />
Konrad Maier<br />
Verteilung von Partikelanzahl und –größe in unserer Luft<br />
-3 -1<br />
Teilchenmassedichte (µg m µm )<br />
1000<br />
Belastung durch<br />
Teilchenmasse:<br />
feine Partikel<br />
0.1 µm – 2.5 µm<br />
100<br />
10<br />
1<br />
0.1<br />
Tagesmittelwerte<br />
-3 -3 -3<br />
0.6 µg m 74 µg m 12 µg m<br />
(
Feinstaub und Gesundheit - <strong>Umed</strong> <strong>Info</strong> <strong>19</strong><br />
Stellungnahme der Deutschen Gesellschaft für Pulmonologie<br />
Konrad Maier<br />
Staubbelastung: Vergleich Stadt und Land<br />
100<br />
10 5<br />
Teilchenmasse (µg/m 3<br />
)<br />
40<br />
35<br />
30<br />
25<br />
20<br />
15<br />
10<br />
10 4<br />
10 3<br />
-3<br />
Teilchenanzahl (cm )<br />
5<br />
0<br />
Stadt Land<br />
Stadtrand<br />
Stadt Land<br />
Stadtrand<br />
10 2<br />
Die Staubbelastung ist in<br />
der Stadt deutlich höher als<br />
auf dem Lande<br />
Institut für<br />
Inhalationsbiologie<br />
Ferron, , Karg & Heyder 2004<br />
6<br />
Feinstaub und Gesundheit<br />
Struktur und Belastung<br />
des Atemtraktes<br />
Atemtrakts<br />
Institut für<br />
Inhalationsbiologie<br />
8<br />
74<br />
Regierungspräsidium Stuttgart, Landesgesundheitsamt
Feinstaub und Gesundheit - <strong>Umed</strong> <strong>Info</strong> <strong>19</strong><br />
Stellungnahme der Deutschen Gesellschaft für Pulmonologie<br />
Konrad Maier<br />
Gesundheitseffekte – Struktur des Atemtraktes<br />
Morgenroth - Takenaka<br />
Institut für<br />
Inhalationsbiologie<br />
9<br />
Gesundheitseffekte – Struktur des Atemtraktes<br />
Luftröhre<br />
luftleitende Atemwege<br />
große Bronchien<br />
kleine Bronchien<br />
Gasaustausch<br />
Alveolen<br />
Lungenblässchen<br />
Morgenroth - Takenaka<br />
Institut für<br />
Inhalationsbiologie<br />
10<br />
Regierungspräsidium Stuttgart, Landesgesundheitsamt 75
Feinstaub und Gesundheit - <strong>Umed</strong> <strong>Info</strong> <strong>19</strong><br />
Stellungnahme der Deutschen Gesellschaft für Pulmonologie<br />
Konrad Maier<br />
Gesundheitseffekte – Struktur des Atemtraktes<br />
Lungenblässchen<br />
Mukus - Schleim<br />
Abtransport<br />
luftleitende Atemwege<br />
Alveolarwand<br />
1 mm<br />
1 mm<br />
rotes Blutkörperchen, 7 µm<br />
Morgenroth - Takenaka<br />
Institut für<br />
Inhalationsbiologie<br />
11<br />
Gesundheitseffekte – Teilchendeposition im Atemtrakt<br />
Teilchendeposition<br />
1.0<br />
0.8<br />
0.6<br />
0.4<br />
0.2<br />
0.8<br />
0.6<br />
0.4<br />
0.2<br />
0.4<br />
0.2<br />
0.4<br />
0.2<br />
0.8<br />
0.6<br />
0.4<br />
0.2<br />
Atemtrakt<br />
Mundhöhle - Rachenraum<br />
große Bronchien<br />
kleine Bronchien<br />
Alveolen - Lungenblässchen<br />
0.01 0.1 1<br />
10<br />
Teilchendurchmesser (µm)<br />
Feine und ultrafeine Teilchen<br />
belasten die kleinen Bronchien<br />
und den gasaustauschenden<br />
Bereich der Lunge<br />
Institut für<br />
Inhalationsbiologie<br />
10<br />
76<br />
Regierungspräsidium Stuttgart, Landesgesundheitsamt
Feinstaub und Gesundheit - <strong>Umed</strong> <strong>Info</strong> <strong>19</strong><br />
Stellungnahme der Deutschen Gesellschaft für Pulmonologie<br />
Konrad Maier<br />
Belastung des Atemtraktes: Vergleich Stadt und Land<br />
Teilchenmasse pro Tag<br />
(µg/Tag)<br />
In der Stadt ist die<br />
Massenbelastung etwa<br />
doppelt so hoch,<br />
die Anzahlbelastung etwa 10x<br />
so hoch wie auf dem Lande.<br />
Land<br />
Stadt<br />
Anzahl der Teilchen pro Tag<br />
(x 10 11 /Tag)<br />
Ferron, , Karg & Heyder 2004<br />
Institut für<br />
Inhalationsbiologie<br />
13<br />
Feinstaub und Gesundheit<br />
Gesundheitseffekte<br />
Ergebnisse aus der<br />
Epidemiologie<br />
Institut für<br />
Inhalationsbiologie<br />
14<br />
Regierungspräsidium Stuttgart, Landesgesundheitsamt 77
Feinstaub und Gesundheit - <strong>Umed</strong> <strong>Info</strong> <strong>19</strong><br />
Stellungnahme der Deutschen Gesellschaft für Pulmonologie<br />
Konrad Maier<br />
Staubbelastung und Mortalität<br />
Gesundheitliche<br />
Auswirkung<br />
Mortalität insgesamt<br />
Geschätzte<br />
Risikozunahme (%) pro<br />
10 µg/m 3 PM10 (95% CI)<br />
0.6 % (0.4 - 0.8 %)<br />
Anzahl der<br />
Studien für die<br />
Meta-Analyse<br />
33<br />
Atemwegserkrankungen<br />
Herz-Kreislauf-<br />
Erkrankungen<br />
1.3 % (0.5 - 2.0 %)<br />
0.9 % (0.5 - 1.3 %)<br />
18<br />
17<br />
World Health Organization. Meta-analysis of time-series studies and panel studies of<br />
particulate matter (PM) and ozone (O3). Copenhagen, WHO Regional Office for Europe, 2004<br />
Institut für<br />
Inhalationsbiologie<br />
15<br />
Staubbelastung und Mortalität - ACS-Studie<br />
Gesundheitliche Auswirkung<br />
Geschätzte Risikozunahme (%)<br />
pro 10 µg/m 3 PM2.5<br />
<strong>19</strong>79 - <strong>19</strong>83, <strong>19</strong>99 – 2000<br />
Mortalität insgesamt<br />
6.2 % (1.6 - 11.0 %)<br />
Herz-Lungen-Erkrankungen<br />
9.3 % (3.3 - 15.8 %)<br />
Lungenkrebs<br />
13.5 % (4.4 - 23.4 %)<br />
Andere<br />
0.5 % (-4.8 - 6.1 %)<br />
Pope et al. 2002<br />
Institut für<br />
Inhalationsbiologie<br />
16<br />
78<br />
Regierungspräsidium Stuttgart, Landesgesundheitsamt
Feinstaub und Gesundheit - <strong>Umed</strong> <strong>Info</strong> <strong>19</strong><br />
Stellungnahme der Deutschen Gesellschaft für Pulmonologie<br />
Konrad Maier<br />
Staubbelastung und Herz-Kreislauf-Erkrankungen<br />
(Morbidität)<br />
Krankenhauseinweisungen aufgrund von Herz-Kreislauf-Erkrankungen<br />
CVD cardiovasular disease<br />
CHF congestive heart failure<br />
HF heart failure<br />
IHD ischemic heart disease<br />
Geschätzte Risikozunahme (%) pro 50 µg/m 3 PM10 Anstieg (95% CI)<br />
PM-EPA-2004-Part II-Air Quality Criteria for Particulate Matter, 2004<br />
Institut für<br />
Inhalationsbiologie<br />
17<br />
Staubbelastung und Lungen-Erkrankungen<br />
(Morbidität)<br />
Krankenhauseinweisungen aufgrund von Lungen- - Erkrankungen<br />
Asthma<br />
COPD<br />
Lungenentzündung<br />
3 3<br />
Geschätzte Risikozunahme (%) pro (%) 50 µg/m 50 PM10 Anstieg P (95% (95% CI) CI)<br />
pro<br />
µg M1<br />
PM-EPA-2004- Part II-Air Quality Criteria for ParticulateMatter, 2004<br />
Institut für<br />
Inhalationsbiologie<br />
18<br />
Regierungspräsidium Stuttgart, Landesgesundheitsamt 79
Feinstaub und Gesundheit - <strong>Umed</strong> <strong>Info</strong> <strong>19</strong><br />
Stellungnahme der Deutschen Gesellschaft für Pulmonologie<br />
Konrad Maier<br />
Feinstaubbelastung der Bevölkerung<br />
• Die chronische Exposition mit Feinstaub ist mit einer Zunahme<br />
der Mortalität (Lungen- und Herzkreislauf-Erkrankungen)<br />
assoziiert.<br />
• Akute Effekte durch kurzfristige Expositionen werden im<br />
Gegensatz zu chronischen Expositionen erst bei höheren<br />
Feinstaubkonzentrationen beobachtet.<br />
Institut für<br />
Inhalationsbiologie<br />
<strong>19</strong><br />
Welche Umweltbelastung birgt das größte Risiko?<br />
PM2.5 PM10/TSP<br />
Sulfat Gase<br />
SO 2 , O 3 , NO 2<br />
Gesamt<br />
• Höchste Assoziation für<br />
Feinstaub (PM2.5) mit<br />
gesundheitlichen<br />
Auswirkungen<br />
Lunge-Herzkreislauf<br />
Lungenkrebs<br />
Andere<br />
PM-EPA-2004-Part II-Air Quality Criteria for Particulate Matter, 2004<br />
Institut für<br />
Inhalationsbiologie<br />
20<br />
80<br />
Regierungspräsidium Stuttgart, Landesgesundheitsamt
Feinstaub und Gesundheit - <strong>Umed</strong> <strong>Info</strong> <strong>19</strong><br />
Stellungnahme der Deutschen Gesellschaft für Pulmonologie<br />
Konrad Maier<br />
Zusammenfassung - Gesundheitseffekte durch Staub<br />
Ergebnis der epidemiologischen Studien<br />
• Expositionen mit hohen Staubkonzentrationen sind mit einer<br />
Verschlechterung von Herz-Kreislauf-Erkrankungen assoziiert<br />
• Bei chronischer Staubexposition über viele Jahre hinweg ist mit<br />
einer verkürzten Lebenserwartung zu rechnen<br />
Institut für<br />
Inhalationsbiologie<br />
21<br />
Feinstaub und Gesundheit<br />
Experimentelle Befunde<br />
Institut für<br />
Inhalationsbiologie<br />
22<br />
Regierungspräsidium Stuttgart, Landesgesundheitsamt 81
Feinstaub und Gesundheit - <strong>Umed</strong> <strong>Info</strong> <strong>19</strong><br />
Stellungnahme der Deutschen Gesellschaft für Pulmonologie<br />
Konrad Maier<br />
Abwehrmechanismen des Atemtraktes - Alveolen<br />
Gasaustausch<br />
Alveolen<br />
Lungenblässchen<br />
Partikel auf der<br />
Alveolaroberfläche<br />
Morgenroth - Takenaka<br />
Institut für<br />
Inhalationsbiologie<br />
<strong>19</strong><br />
Abwehrmechanismen des Atemtraktes - Alveolen<br />
Aufnahme der Partikel durch einen<br />
Makrophagen<br />
„Abtransport“ der Partikel durch<br />
Makrophagen (Fresszellen)<br />
Pseudopodien<br />
Morgenroth - Takenaka<br />
Institut für<br />
Inhalationsbiologie<br />
20<br />
82<br />
Regierungspräsidium Stuttgart, Landesgesundheitsamt
Feinstaub und Gesundheit - <strong>Umed</strong> <strong>Info</strong> <strong>19</strong><br />
Stellungnahme der Deutschen Gesellschaft für Pulmonologie<br />
Konrad Maier<br />
Studien zur Partikelwirkung in Zellkulturen<br />
Bildung von lipidartigen Signalstoffen<br />
in Makrophagen<br />
*<br />
* * *<br />
Control level<br />
1 3.2 10 32 3.2 10 10 32 100 3.2 10 32<br />
32 Mass<br />
EC Printex 90 Printex G DEP<br />
6<br />
[µg/(10AM/ml)]<br />
Incubation of AM with Particles<br />
Partikel induzieren die Bildung von entzündlichen Botenstoffen ini<br />
Makrophagen.<br />
Beck-Speier<br />
2004<br />
Institut für<br />
Inhalationsbiologie<br />
21<br />
Studien zur Partikelwirkung in der Maus<br />
Einstrom von Entzündungszellen<br />
in die Lunge<br />
PMN<br />
AM<br />
Zelleinstrom [%]<br />
70<br />
60<br />
50<br />
40<br />
30<br />
20<br />
10<br />
0<br />
-<br />
Masse (µ)<br />
- 0,5 2 5 20 50 5 20 50 5 20 50 5 20 50<br />
Kontr. Relative EC90 inflammatorische > Printex90 ><br />
Printex90 Potenz G 24 = PrintexG SRM1650a nach Instillation:<br />
DEP<br />
Stöger & Reinhard 2004<br />
Institut für<br />
Inhalationsbiologie<br />
22<br />
Regierungspräsidium Stuttgart, Landesgesundheitsamt 83
Feinstaub und Gesundheit - <strong>Umed</strong> <strong>Info</strong> <strong>19</strong><br />
Stellungnahme der Deutschen Gesellschaft für Pulmonologie<br />
Konrad Maier<br />
Studien zur Partikelwirkung in der Maus<br />
PMN<br />
AM<br />
Partikel induzieren den Einstrom von Entzündungszellen in die Lunge.<br />
Das Ausmaß hängt von der Dosis und der Partikelart ab.<br />
Stöger & Reinhard 2004<br />
Institut für<br />
Inhalationsbiologie<br />
23<br />
Bedeutung physikalisch-chemischer Partikeleigenschaften<br />
Stöger & Reinhard 2004<br />
Institut für<br />
Inhalationsbiologie<br />
84<br />
Regierungspräsidium Stuttgart, Landesgesundheitsamt
Feinstaub und Gesundheit - <strong>Umed</strong> <strong>Info</strong> <strong>19</strong><br />
Stellungnahme der Deutschen Gesellschaft für Pulmonologie<br />
Konrad Maier<br />
Bedeutung physikalisch-chemischer Partikeleigenschaften<br />
Partikel- Anzahl Partikeloberfläche<br />
Durchm. pro 10 µg pro 10 µg<br />
(µm) (µm )<br />
________________________________________<br />
2.5 1 15<br />
1.0 <strong>19</strong> 60<br />
0.1 <strong>19</strong>100 600<br />
0.01 <strong>19</strong> 200 000 12 064<br />
2<br />
Ultrafeine Partikel (
Feinstaub und Gesundheit - <strong>Umed</strong> <strong>Info</strong> <strong>19</strong><br />
Stellungnahme der Deutschen Gesellschaft für Pulmonologie<br />
Konrad Maier<br />
Wirkung auf das Herzkreislaufsystem<br />
Ultrafeine Partikel<br />
beeinflussen die<br />
Herzfrequenz<br />
Änderung der<br />
Herzfrequenz<br />
Kontrolle<br />
Partikel<br />
Ultrafeine Partikel<br />
beeinflussen Kalziumhaushalt<br />
und Funktion der<br />
Herzmuskelzelle<br />
Kontrolle<br />
Partikel<br />
Ultrafeine Partikel<br />
beeinflussen das<br />
Gerinnungssystem<br />
Khandoga – Harder – Stampfl, , TOX 2004<br />
Institut für<br />
Inhalationsbiologie<br />
27<br />
Änderung der Staubbelastung in Ostdeutschland<br />
80<br />
60<br />
40<br />
20<br />
Staubbelastung<br />
Masse<br />
Particle mass<br />
(µg/m 3<br />
)<br />
Particle size:
Feinstaub und Gesundheit - <strong>Umed</strong> <strong>Info</strong> <strong>19</strong><br />
Stellungnahme der Deutschen Gesellschaft für Pulmonologie<br />
Konrad Maier<br />
Bitterfeld - Hettstedt - Zerbst - Studie<br />
Prävalenz der Bronchitis <strong>19</strong>92 - <strong>19</strong>99<br />
Adjusted prevalence of bronchitis (%)<br />
65<br />
60<br />
55<br />
Zerbst<br />
50<br />
Hettstedt<br />
45<br />
Hettstedt<br />
40<br />
Bitterfeld<br />
Bitterfeld<br />
Zerbst<br />
35<br />
Zerbst<br />
Späte 90er Jahre<br />
30<br />
20 30 40 50 60 70 80<br />
TSP (µg/m 3 )<br />
Bitterfeld<br />
Hettstedt<br />
Frühe 90er Jahre<br />
GSF-Forschungszentrum<br />
für Umwelt und Gesundheit<br />
Heinrich et al. <strong>19</strong>99, 2002<br />
GMC<br />
Holger Schulz<br />
Institut für Epidemiologie<br />
29<br />
Versinken Deutschlands Städte im Feinstaub?<br />
Lahl 2005<br />
Institut für<br />
Inhalationsbiologie<br />
30<br />
Regierungspräsidium Stuttgart, Landesgesundheitsamt 87
Feinstaub und Gesundheit - <strong>Umed</strong> <strong>Info</strong> <strong>19</strong><br />
Stellungnahme der Deutschen Gesellschaft für Pulmonologie<br />
Konrad Maier<br />
Was bleibt zu tun?<br />
Wirkungsmechanismen aufzuzeigen<br />
Dosis-Wirkungs-Beziehungen abzuleiten<br />
Ermittlung und Minderung der biologisch<br />
aktiven Komponenten im Feinstaub<br />
Institut für<br />
Inhalationsbiologie<br />
31<br />
Konkrete Maßnahmen<br />
• Minderung der verkehrsbedingten<br />
Emissionen durch Partikelfilter<br />
• Reduktion von Abrieb und Aufwirbelung<br />
von Stäuben durch Einschränkung<br />
des Verkehrs in Ballungszentren<br />
des<br />
(LKW-Verkehr).<br />
• Ausschöpfung weiterer Potenziale unter<br />
Berücksichtigung regionaler Quellen<br />
und Gegebenheiten<br />
Institut für<br />
Inhalationsbiologie<br />
32<br />
88<br />
Regierungspräsidium Stuttgart, Landesgesundheitsamt
Feinstaub und Gesundheit - <strong>Umed</strong> <strong>Info</strong> <strong>19</strong><br />
Stellungnahme der Deutschen Gesellschaft für Pulmonologie<br />
Konrad Maier<br />
Quellen der Staubbelastung - Berlin Messstelle MC 174<br />
Verkehrsreiche Straße in der Stadt: Gesamtstaubbelastung<br />
ca. 50 % verkehrsbedingt, davon<br />
61 % LKW<br />
33 % LKW Auspuff<br />
28 % LKW Abrieb & Aufwirbelung<br />
Angriffspunkt Partikelfilter 42 %<br />
39 % PKW<br />
9 % PKW Auspuff<br />
30 % PKW Abrieb & Aufwirbelung<br />
Angriffspunkt Abrieb 58 %<br />
A. John, T. Kuhlbusch, M. Lut; IUTA-Workshop; Umweltbundesamt 2004<br />
Institut für<br />
Inhalationsbiologie<br />
33<br />
Belege für positive Effekte einer reduzierten Staubbelastung<br />
Utah Valley -- Schließung des Stahlwerkes Herbst <strong>19</strong>86 – <strong>19</strong>87<br />
• Verringerung der Mortalität<br />
• weniger Krankenhausaufnahmen wegen Lungenerkrankungen<br />
• weniger Behandlungen von Kindern mit Asthma und Bronchitis<br />
• weniger häufiges Fehlen in der Grundschule<br />
„ Children ´s Health Studie “, Süd -Kalifornien<br />
• Umzug in eine Gemeinde mit geringerer Staubbelastung ist mit<br />
einem größeren Wachstum der Lungenfunktion assoziiert als<br />
Umzug in eine Gemeinde mit höherer Staubbelastung.<br />
Ransom& Pope <strong>19</strong>92, Pope et al. <strong>19</strong>89, <strong>19</strong>91, <strong>19</strong>92, Avol et al. 2001<br />
Institut fr<br />
Inhalationsbiologie<br />
34<br />
Regierungspräsidium Stuttgart, Landesgesundheitsamt 89
Feinstaub und Gesundheit - <strong>Umed</strong> <strong>Info</strong> <strong>19</strong><br />
Stellungnahme der Deutschen Gesellschaft für Pulmonologie<br />
Konrad Maier<br />
Veränderung gesundheitlicher Schäden durch Feinstaub nach<br />
Umsetzung der gegenwärtigen Gesetzgebung, 2000–2020<br />
.<br />
Institut für<br />
Inhalationsbiologie<br />
36<br />
Veränderung gesundheitlicher Schäden durch Feinstaub nach<br />
Umsetzung der gegenwärtigen Gesetzgebung, 2000–2020<br />
Nach jahrzehntelangen Forschungen schätzt Prof. Wichmann,<br />
Direktor des Instituts für Epidemiologie am GSF-<br />
Forschungszentrum für Umwelt und Gesundheit, dass in<br />
Deutschland jährlich zwischen 10.000 und <strong>19</strong>.000 Menschen<br />
vorzeitig an Feinstaub-Abgasen sterben.<br />
Besonders gefährdet sind Kleinkinder, Menschen mit<br />
geschwächter Immunabwehr und Alte. Die Lebenserwartung<br />
aller Deutschen sinkt nach neuesten Schätzungen wegen der<br />
Feinstaubbelastung um 9 Monate, ein bis drei Monate gehen<br />
auf das Konto des Diesel-Smogs.<br />
.<br />
Institut für<br />
Inhalationsbiologie<br />
37<br />
90<br />
Regierungspräsidium Stuttgart, Landesgesundheitsamt
Feinstaub und Gesundheit - <strong>Umed</strong> <strong>Info</strong> <strong>19</strong><br />
Stellungnahme der Deutschen Gesellschaft für Pulmonologie<br />
Konrad Maier<br />
Das Feinstaubproblem geht jeden an<br />
Die Situation im<br />
Auge behalten……<br />
im Kampf für eine<br />
gesündere Atmosphäre<br />
Institut für<br />
Inhalationsbiologie<br />
38<br />
Das Feinstaubproblem geht jeden an<br />
…….überzeugende<br />
Argumente darlegen<br />
Institut für<br />
Inhalationsbiologie<br />
39<br />
Regierungspräsidium Stuttgart, Landesgesundheitsamt 91
Anwendung von Zellkulturen zur Untersuchung <strong>Umed</strong> <strong>Info</strong> <strong>19</strong><br />
toxischer Wirkungen von Feinstäuben<br />
Silvia Diabaté<br />
Forschungszentrum Karlsruhe<br />
in der Helmholtz-Gemeinschaft<br />
Feinstaub<br />
Anwendung von Zellkulturen zur Untersuchung toxischer Wirkungen<br />
http://www.stadtklima.de/stuttgart/s-luft/index.htm<br />
Silvia Diabaté<br />
Institut für Toxikologie und Genetik<br />
Landesgesundheitsamt Baden-Württemberg, Stuttgart, 25.10.2005<br />
Partikel<br />
1. Realistische Stäube (z.B. Feinstaub PM 10 ):<br />
- komplexes Gemisch<br />
- chemische und physikalische Parameter hoch variabel (Ort, Zeit)<br />
2. Stäube aus bestimmten Quellen (Dieselmotor, Verbrennungsanlage):<br />
- komplexes Gemisch<br />
- typische chemische und physikalische Parameter<br />
- variabel (Anlage, Brenngut)<br />
3. Kommerzielle Partikel (Carbon Black, TiO 2 , SiO 2 )<br />
- chemisch und physikalisch definiert<br />
92<br />
Regierungspräsidium Stuttgart, Landesgesundheitsamt
Anwendung von Zellkulturen zur Untersuchung <strong>Umed</strong> <strong>Info</strong> <strong>19</strong><br />
toxischer Wirkungen von Feinstäuben<br />
Silvia Diabaté<br />
Partikel im Elektronenmikroskop<br />
Flugstaub (unlösliche Fraktion)<br />
Carbon Black ~14 nm<br />
Organismus<br />
1. Humane Studien<br />
- kontrollierte Exposition (Instillation oder Inhalation)<br />
- epidemiologische Studien<br />
2. Tierversuche<br />
- kontrollierte Exposition (Instillation oder Inhalation)<br />
3. In vitro<br />
- frisch isolierte Zellen oder Gewebestücke<br />
- Zelllinien<br />
Regierungspräsidium Stuttgart, Landesgesundheitsamt 93
Anwendung von Zellkulturen zur Untersuchung <strong>Umed</strong> <strong>Info</strong> <strong>19</strong><br />
toxischer Wirkungen von Feinstäuben<br />
Silvia Diabaté<br />
Abscheidegrad von Aerosolen in Luftwegen<br />
Nasen-<br />
Rachen-<br />
Raum<br />
Schwebstaub > 10 µm wird gefiltert<br />
Lunge<br />
PM 10<br />
(< 10 µm) gelangt bis in<br />
die Bronchien<br />
Bronchien<br />
Alveolen<br />
PM 2,5<br />
(< 2,5 µm) dringt bis in die<br />
stark durchbluteten Alveolen<br />
PM 0,1<br />
(ultrafeine Partikel < 0,1 µm)<br />
können ins Blut übergehen<br />
Der amtlich gemessene PM 10<br />
-Wert berücksichtigt nicht die<br />
Größenverteilung und die chemische Zusammensetzung.<br />
Im Zuge der Evolution haben sich sehr effektive Abwehrmechanismen ausgebildet.<br />
Staub wird an einer feuchten Schleimschicht abgeschieden und durch Flimmerhärchen<br />
ständig in Richtung Rachen bewegt. In den Alveolen und den Atemwegen befinden<br />
sich freibewegliche Fresszellen (Makrophagen), die Partikel und Mikroorganismen<br />
aufnehmen, abtransportieren und, sofern möglich, abbauen können. Dieses<br />
System sorgt dafür, dass unsere Lunge weitgehend sauber bleibt.<br />
Dieses System funktioniert recht gut bei Stäuben bis ca. 2 µm. Bei Verbrennungen<br />
entstehen jedoch Partikel, die bis zu 100 x kleiner sind. Diese gelangen mühelos in<br />
die Alveolen, in denen die Flimmerhärchen fehlen. Die Verweilzeit ist daher sehr lang<br />
(Monate bis Jahre) bevor sie allenfalls durch Makrophagen, die übrigens die feinen<br />
Partikel nicht besonders gut erkennen, abgebaut oder abtransportiert werden.<br />
94<br />
Regierungspräsidium Stuttgart, Landesgesundheitsamt
Anwendung von Zellkulturen zur Untersuchung <strong>Umed</strong> <strong>Info</strong> <strong>19</strong><br />
toxischer Wirkungen von Feinstäuben<br />
Silvia Diabaté<br />
Alveolarraum der Lunge<br />
Ø Alveole ca. 100 µ µm<br />
Oberfläche der Lunge mmm140 m²<br />
15 - 20 m³ Atemvolumen pro Tag<br />
REM Aufnahme von<br />
Prof. Gehr, Bern<br />
Partikelwirkungen in Lungenzellen<br />
Alveolarmakrophage<br />
NO, TNF-α, IL-6, IL-8/MIP-2<br />
Surfactant<br />
Epithelzellen<br />
Basalmembran<br />
Endothelzellen<br />
Adhäsionsmoleküle<br />
(z.B. ICAM-1)<br />
TNF-α, IL-6, IL-8/MIP-2<br />
Regierungspräsidium Stuttgart, Landesgesundheitsamt 95
Anwendung von Zellkulturen zur Untersuchung <strong>Umed</strong> <strong>Info</strong> <strong>19</strong><br />
toxischer Wirkungen von Feinstäuben<br />
Silvia Diabaté<br />
Gesundheitseffekte durch inhalierten Feinstaub<br />
lokal<br />
systemisch<br />
Atmungssystem<br />
<br />
Entzündung<br />
Verschlimmerung von:<br />
Bronchitis<br />
Asthma<br />
COPD<br />
Herz-Kreislauf-System<br />
• Rezeptoren des vegetativen Nervensystems<br />
( Regulation - des Herzschlags –<br />
(Frequenz- Zunahme bzw. - Abnahme,<br />
Herzrhythmusstörungen)<br />
Funktion des Gefäßsystems (arterielle<br />
Vasokonstriktion, Blutdruckanstieg)<br />
•<br />
• Botenstoffe aus Lunge<br />
- -<br />
Akut -Phase-Reaktion (Leukozyten,<br />
C-reaktives Protein, Fibrinogen)<br />
C- reaktives Protein, Fibrinogen )<br />
→ Herzinfarkt → Herzversagen<br />
1. Aktivierung von bestimmten Rezeptoren in den Atemwegen, die die Herzfrequenz<br />
verändern<br />
- Herzrhythmusstörungen bis zum Herzstillstand<br />
2. ultrafeine Partikel können von der Lunge ins Blut gelangen<br />
- dort können sie vermutlich die Bildung von Blutgerinseln fördern, was wiederum<br />
zum Herzinfarkt führen kann.<br />
96<br />
Regierungspräsidium Stuttgart, Landesgesundheitsamt
Anwendung von Zellkulturen zur Untersuchung <strong>Umed</strong> <strong>Info</strong> <strong>19</strong><br />
toxischer Wirkungen von Feinstäuben<br />
Silvia Diabaté<br />
Ziele<br />
1. Was macht Umweltstaub so schädlich?<br />
- Metalle (Ni, Cu, Zn, Fe)<br />
- organische Komponenten (PAK)<br />
- biologische Agenzien (Endotoxine)<br />
- ultrafeine Partikel (< 100 nm)<br />
2. Welche Mechanismen werden in der Zelle<br />
durch Partikel ausgelöst?<br />
Menschliche Lunge<br />
Epithelzellen<br />
(bronchiale, alveoläre)<br />
Alveolarmakrophagen<br />
Endothelzellen<br />
Fibroblasten<br />
Quelle: Körperwelten<br />
Regierungspräsidium Stuttgart, Landesgesundheitsamt 97
Anwendung von Zellkulturen zur Untersuchung <strong>Umed</strong> <strong>Info</strong> <strong>19</strong><br />
toxischer Wirkungen von Feinstäuben<br />
Silvia Diabaté<br />
Epithelzellen und Makrophagen in Kokultur<br />
BEAS-2B<br />
THP-1 3d differenziert<br />
Humane Kokultur<br />
Epithelzellen und Makrophagen in Kokultur<br />
RLE-6TN<br />
NR8383<br />
Kokultur Rattenzellen<br />
98<br />
Regierungspräsidium Stuttgart, Landesgesundheitsamt
Anwendung von Zellkulturen zur Untersuchung <strong>Umed</strong> <strong>Info</strong> <strong>19</strong><br />
toxischer Wirkungen von Feinstäuben<br />
Silvia Diabaté<br />
Partikelexposition in vitro<br />
Möglichkeiten<br />
submers<br />
• Partikel suspendiert im Medium,<br />
Ultraschall behandelt<br />
• Lösliche Substanzen und unlösliche<br />
UFP verteilt im Medium<br />
• Dosierung?<br />
• Aerosol in direktem Kontakt mit<br />
Zellen<br />
• Gesamte Partikel auf Zellen<br />
deponiert<br />
• Dosierung?<br />
Zelluläre Ereignisse nach Partikelexposition<br />
Aktivierung von<br />
Rezeptoren<br />
Partikeloberfläche<br />
Übergangsmetalle<br />
Luft-Flüssigkeits-<br />
Grenzschicht<br />
Signalwege<br />
Oxidativer<br />
Stress<br />
[Ca 2+ ] i<br />
Anstieg<br />
NF-κB<br />
AP-1<br />
Nrf2<br />
Lipidperoxidation<br />
Arachidonsäurefreisetzung<br />
GSH<br />
GSSG<br />
Anti-oxidative<br />
Antwort<br />
Inflammatorische<br />
Mediatoren<br />
Regierungspräsidium Stuttgart, Landesgesundheitsamt 99
Anwendung von Zellkulturen zur Untersuchung <strong>Umed</strong> <strong>Info</strong> <strong>19</strong><br />
toxischer Wirkungen von Feinstäuben<br />
Silvia Diabaté<br />
Hierarchie der zellulären Antwort auf<br />
oxidativen Stress<br />
Hohes<br />
GSH/GSSG<br />
Verhältnis<br />
Niedriges<br />
GSH/GSSG<br />
Verhältnis<br />
Zellantwort<br />
normal<br />
Anti-<br />
Oxidative<br />
Abwehr<br />
Entzündung<br />
Zelltod<br />
Signalweg — Nrf-2 NF-κB Zerstörung der<br />
& MAPK Mitochondrien<br />
Genetische — HO-1 IL-8<br />
Antwort γ-GCS IL-6<br />
Aus Xiao et al., 2003<br />
Aufnahme von Hämatit (70 nm)<br />
in A549-Epithelzellen<br />
100<br />
Regierungspräsidium Stuttgart, Landesgesundheitsamt
Anwendung von Zellkulturen zur Untersuchung <strong>Umed</strong> <strong>Info</strong> <strong>19</strong><br />
toxischer Wirkungen von Feinstäuben<br />
Silvia Diabaté<br />
Intrazellulärer oxidativer Stress<br />
in BEAS-2B<br />
DCF fluorescence [fold control]<br />
10<br />
9<br />
8<br />
7<br />
6<br />
5<br />
4<br />
3<br />
2<br />
1<br />
0<br />
H 2 DCF<br />
Ko. MAF98 SIN-1 1 µM<br />
200 µg/ml<br />
DCF fluorescence [fold control]<br />
10<br />
9<br />
8<br />
7<br />
6<br />
5<br />
4<br />
3<br />
2<br />
1<br />
0<br />
H 2 DCF<br />
Ko. SWNT CB14 Q<br />
Particles [ 50 µg/ml]<br />
SIN-1 =3-Morpholinosydnonimin<br />
Glutathion<br />
GSH<br />
GSSG<br />
~ 10 mM ~ 0,1 mM<br />
Regierungspräsidium Stuttgart, Landesgesundheitsamt 101
Anwendung von Zellkulturen zur Untersuchung <strong>Umed</strong> <strong>Info</strong> <strong>19</strong><br />
toxischer Wirkungen von Feinstäuben<br />
Silvia Diabaté<br />
Zeitverlauf des intrazellulären Glutathion<br />
in BEAS-2B<br />
GSH+GSSG [nmol/mg Protein]<br />
70<br />
60<br />
50<br />
40<br />
30<br />
20<br />
10<br />
0<br />
BEAS-2B, 50 µg/ml MAF98<br />
co. 30 min 1h 2h 4h 5h 6h BSO 20h<br />
100 µM<br />
Time [h]<br />
120<br />
100<br />
BEAS-2B, 20 h incubation<br />
MAF98 [50 µg/ml]<br />
GSH + GSSG<br />
[nmol/mg protein]<br />
80<br />
60<br />
40<br />
löslich - unlöslich<br />
20<br />
0<br />
co. total soluble insoluble<br />
Häm-Oxygenase - Reaktion<br />
Ferritin<br />
Häm<br />
Fe<br />
Biliverdin<br />
Hämoxygenase<br />
Biliverdinreduktase<br />
Bilirubin<br />
CO<br />
• antioxidativ<br />
• anti-apoptotisch<br />
• zellprotektiv<br />
• in Ausatemluft - Parameter<br />
für oxidativen Stress<br />
HO-1: induzierbar<br />
HO-2: konstitutiv<br />
HO-3: konstitutiv<br />
102<br />
Regierungspräsidium Stuttgart, Landesgesundheitsamt
Anwendung von Zellkulturen zur Untersuchung <strong>Umed</strong> <strong>Info</strong> <strong>19</strong><br />
toxischer Wirkungen von Feinstäuben<br />
Silvia Diabaté<br />
Effekt von MAF98 auf die HO-1 Induktion<br />
in BEAS-2B<br />
HO-1 →<br />
MAF98 20h<br />
co. 10 20 30 40 50 µg/ml<br />
2,1 4,2 6,3 8,3 10,4 µg/cm²<br />
PCNA →<br />
MAF98 50 µg/ml, 24h<br />
total soluble insoluble<br />
HO-1 →<br />
PCNA →<br />
TNF-α-induzierte Cytokin-Produktion<br />
wird durch Partikel verstärkt<br />
BEAS-2B Epithelzellen<br />
IL-8<br />
IL-6<br />
IL-8 (ng/ml)<br />
7<br />
6<br />
5<br />
4<br />
3<br />
2<br />
1<br />
0<br />
MAF98 1 µg/ml – + – +<br />
TNF-α 1 ng/ml – – + +<br />
IL-6 (pg/ml)<br />
3000<br />
2500<br />
2000<br />
1500<br />
1000<br />
500<br />
0<br />
MAF98 1 µg/ml – + – +<br />
TNF-α 1 ng/ml – – + +<br />
Regierungspräsidium Stuttgart, Landesgesundheitsamt 103
Anwendung von Zellkulturen zur Untersuchung <strong>Umed</strong> <strong>Info</strong> <strong>19</strong><br />
toxischer Wirkungen von Feinstäuben<br />
Silvia Diabaté<br />
ICAM-1 Expression<br />
in BEAS-2B Epithelzellen<br />
untreated<br />
TNF-α<br />
1 ng/ml<br />
counts<br />
counts<br />
M1<br />
Isotyp control<br />
IL-8<br />
M2<br />
anti-ICAM-1-FITC<br />
10 0 10 1 10 2 10 3 10 4<br />
FL1-H<br />
M1<br />
TNF-α<br />
M2<br />
TNF-α<br />
+MAF98<br />
Fluorescence (fold increase)<br />
4<br />
3<br />
2<br />
1<br />
ICAM-1<br />
0<br />
TNF-α 1 ng/ml - - + +<br />
MAF98 10 µg/ml - + - +<br />
10 0 10 1 10 2 10 3 10 4<br />
FL1-H<br />
Kokultursysteme als sensitives Zellmodell<br />
+LPS<br />
Alveolarmakrophagen<br />
(diff. THP-1)<br />
Epithelzellen<br />
(A549, BEAS-2B)<br />
apical<br />
basal<br />
↑TNF-α<br />
↑IL-8<br />
lokale<br />
Entzündung<br />
↑IL-6<br />
Leber<br />
Basalmembran<br />
systemische<br />
Wirkung<br />
Blutbahn<br />
104<br />
Regierungspräsidium Stuttgart, Landesgesundheitsamt
Anwendung von Zellkulturen zur Untersuchung <strong>Umed</strong> <strong>Info</strong> <strong>19</strong><br />
toxischer Wirkungen von Feinstäuben<br />
Silvia Diabaté<br />
BEAS-2B in Mono- und Kokultur<br />
IL-8<br />
1,6<br />
BEAS +/- THP ohne LPS<br />
1,4<br />
IL-8 [ng/ml]<br />
1,2<br />
1,0<br />
0,8<br />
0,6<br />
nur BEAS<br />
BEAS + 10 000 THP<br />
BEAS+20 000 THP<br />
0,4<br />
0,2<br />
0,0<br />
0 5 10 15 20 25<br />
MAF02 [µg/ml]<br />
Partikelexposition in vitro<br />
Möglichkeiten<br />
submers<br />
Luft Flüssigkeits-<br />
Grenzschicht<br />
• Partikel suspendiert im Medium,<br />
Ultraschall behandelt<br />
• Lösliche Substanzen und unlösliche<br />
UFP verteilt im Medium<br />
• Dosierung?<br />
• Aerosol in direktem Kontakt mit<br />
Zellen<br />
• Gesamte Partikel auf Zellen<br />
deponiert<br />
• Dosierung?<br />
Regierungspräsidium Stuttgart, Landesgesundheitsamt 105
Anwendung von Zellkulturen zur Untersuchung <strong>Umed</strong> <strong>Info</strong> <strong>19</strong><br />
toxischer Wirkungen von Feinstäuben<br />
Silvia Diabaté<br />
Exposition an der Luft-Flüssigkeits-Grenzschicht<br />
Flugstaub-Aerosol<br />
Macrophages<br />
Epithelial cells cells<br />
Transwell ® ®<br />
insert insert<br />
Membrane with with<br />
pores pores (Ø (Ø 400 400 nm) nm)<br />
www.vitrocell.de<br />
CULTEX ® system<br />
Institut für Technische Chemie – Thermische Abfallbehandlung<br />
106<br />
Regierungspräsidium Stuttgart, Landesgesundheitsamt
Anwendung von Zellkulturen zur Untersuchung <strong>Umed</strong> <strong>Info</strong> <strong>19</strong><br />
toxischer Wirkungen von Feinstäuben<br />
Silvia Diabaté<br />
Generierung von Flugstaub-Aerosol<br />
Luft<br />
HEPA<br />
Filter<br />
Dosierung<br />
Partikel<br />
Na-Fluoreszein<br />
500 Nm³/h<br />
AEOLA<br />
= Aerosol<br />
Labor-<br />
Reaktor<br />
AEOLA<br />
Zyklon mit 2. Reaktor<br />
(cut-off < 1 µm)<br />
Befeuchtung<br />
(8 m x 0,5 m)<br />
SMPS<br />
Mobiliätsspektrometer<br />
Abluft<br />
HEPA<br />
Filter<br />
CULTEX<br />
Expositionssystem<br />
MAF02: ~ 5 mg/m³, ~10 5 /cm³ Deposition bei 300 ml/min, 1h: 3,5 µg<br />
Vitalität nach Exposition<br />
an der Luft-Flüssigkeits-Grenzschicht<br />
Vitalität<br />
Viability [% of lab control]<br />
110<br />
105<br />
100<br />
95<br />
90<br />
85<br />
80<br />
75<br />
70<br />
Lab control<br />
Filtered air<br />
MAF02 aerosol<br />
1h 2h 4h 6h<br />
Exposure time<br />
⇒ Transport and Exposition gegenüber Luft +/- MAF02 at 100 ml/min haben keinen<br />
Effekt auf die Vitalität.<br />
Regierungspräsidium Stuttgart, Landesgesundheitsamt 107
Anwendung von Zellkulturen zur Untersuchung <strong>Umed</strong> <strong>Info</strong> <strong>19</strong><br />
toxischer Wirkungen von Feinstäuben<br />
Silvia Diabaté<br />
Oxidativer Stress und Inflammation nach Exposition<br />
an der Luft-Flüssigkeits-Grenzschicht<br />
Intrazelluläres GSH<br />
IL-8 Freisetzung<br />
GSH + GSSG [nmol/mg protein]<br />
60<br />
50<br />
40<br />
30<br />
20<br />
10<br />
0<br />
Filtered air<br />
MAF02 aerosol<br />
2h 4h 6h<br />
Exposure time<br />
IL-8 [ng/ml]<br />
1,4<br />
1,2<br />
1,0<br />
0,8<br />
0,6<br />
0,4<br />
0,2<br />
0,0<br />
Filtered air<br />
MAF02 aerosol<br />
1h 2h 4h 6h<br />
Exposure time<br />
HO-1 →<br />
PCNA →<br />
Lab air filtered MAF02 filtered MAF02 MAF02<br />
air aerosol air aerosol submersed<br />
4h 2h 2h 4h 4h 30 µg/ml<br />
Häm-Oxygenase-1<br />
(anti-oxidativ)<br />
Dose of MAF02 aerosol:<br />
~ 5 mg/m³, ~10 5 particles/cm³ (< 1µm)<br />
Deposition: 3.5 µg per 24 mm membrane (100 ml/min, 1h)<br />
Fazit<br />
• Zellkulturen erlauben<br />
o Eine schnelle Abschätzung des toxischen Potentials<br />
verschiedener Partikel<br />
o Gute Möglichkeiten zur Untersuchung von<br />
Wirkungsmechanismen<br />
• Zellkulturen können Tierversuche oder humane Studien<br />
nicht vollständig ersetzen<br />
„All models are wrong, but some are useful“<br />
(Box, <strong>19</strong>79)<br />
108<br />
Regierungspräsidium Stuttgart, Landesgesundheitsamt
Anwendung von Zellkulturen zur Untersuchung <strong>Umed</strong> <strong>Info</strong> <strong>19</strong><br />
toxischer Wirkungen von Feinstäuben<br />
Silvia Diabaté<br />
Forschungszentrum Karlsruhe<br />
in der Helmholtz-Gemeinschaft<br />
Institut für Toxikologie und Genetik<br />
Institut für Genetik und Toxikologie<br />
H.F. Krug<br />
J. Wörle-Knirsch<br />
K. Kern<br />
K. Pulskamp<br />
S. Fritsch<br />
A.M. Kovacs<br />
Institut für Technische Chemie<br />
Thermische Abfallbehandlung<br />
H.-R. Paur<br />
S. Mülhopt<br />
Regierungspräsidium Stuttgart, Landesgesundheitsamt 109
Anhang 1 <strong>Umed</strong> <strong>Info</strong> <strong>19</strong><br />
Feinstaubexposition in Innenräumen - Ergebnisse einer Expertenanhörung vom 11.07.05<br />
Feinstaubexposition in Innenräumen - Ergebnisse einer Expertenanhörung<br />
Am 11. Juli 2005 fand im Landesgesundheitsamt im Auftrag des Ministeriums für Arbeit und<br />
Soziales eine Expertenanhörung zur Feinstaubexposition in Innenräumen statt. Dabei ging<br />
es primär darum, den Stand des Wissens zur Belastung von Innenräumen mit Feinstäuben<br />
zu beschreiben und dabei die Frage zu diskutieren, wie diese Belastungen gesundheitlich zu<br />
bewerten sind. Zur Strukturierung der Veranstaltung wurden vier Themenbereiche gebildet:<br />
■<br />
■<br />
■<br />
■<br />
Quellen von Feinstäuben in Innenräumen,<br />
Exposition von Personen in Innenräumen,<br />
Übertragung der Ergebnisse epidemiologischer Studien auf Feinstaubbelastungen<br />
in Innenräumen,<br />
Möglichkeiten zur Erfassung der gesundheitlichen Wirkungen von Feinstäuben.<br />
Nachfolgend werden die Ergebnisse der Diskussion zu diesen Bereichen zusammengefasst.<br />
Quellen von Feinstäuben in Innenräumen<br />
In den Untersuchungen des LGA zur Studie „Feinstaubbelastungen und deren gesundheitliche<br />
Wirkungen bei Kindern“ zeigten sich deutliche Unterschiede in der Feinstaubbelastung<br />
im Freien und in Innenräumen. Während die Feinstaubbelastungen (gemessen als PM 2,5 ) in<br />
der Außenluft stark von den meteorologischen Verhältnissen geprägt waren und über weite<br />
Entfernungen ein ähnliches zeitliches Muster aufwiesen, zeigten die Feinstaubbelastungen in<br />
den Innenräumen kein einheitliches Muster. Insgesamt war die Korrelation zwischen PM 2,5<br />
innen und außen im Winter relativ gering, was dafür spricht, dass in Innenräumen andere<br />
Quellen als in der Außenluft dominieren. Für PM 2,5 wurden Zusammenhänge mit der Rußkonzentration<br />
in Innenräumen gefunden. Eine starke Abhängigkeit bestand hinsichtlich des<br />
Rauchverhaltens der Wohnungsbewohner: Während in Nichtraucherwohnungen die PM 2,5 -<br />
Konzentrationen in den überwiegenden Fällen unterhalb von 30 µg/m³ lagen (Wochenmittelwert),<br />
war die Hälfte der Raucherwohnungen mit Konzentrationen über 30 µg/m³ belastet<br />
(Maximalwert > 200 µg/m³).<br />
Auch im Bezug auf die Partikelanzahlkonzentration (Messung mit Kondensationspartikelzähler),<br />
bei der noch Partikel im Größenbereich von 30 nm erfasst wurden, zeigten sich deutliche<br />
Unterschiede zwischen der Außen- und der Innenraumluft. Einflüsse aus der Außenluft<br />
spielten auch bei den kleinen Partikeln in Innenräumen keine große Rolle. Neben dem Tabakrauch<br />
wurden dabei als weitere Quellen für Innenraumpartikel Kochen, Backen, Braten,<br />
Bügeln und ähnliche Aktivitäten, die mit thermischen Belastungen verbunden sind, ermittelt.<br />
Auch in anderen Untersuchungen (Berlin, Bayern) erwies sich der Tabakrauch als wesentliche<br />
Quelle für Feinstaubbelastungen in Innenräumen. Bisher gibt es jedoch wenig Untersuchungen<br />
zur Charakterisierung der chemischen Zusammensetzung und Struktur von Stäuben,<br />
insbesondere in Innenräumen. Nach Einschätzung der Expertenrunde ist anzunehmen,<br />
dass die verstärkte Verbrennung von Holz in privaten Innenräumen zu einer Zunahme von<br />
Feinstaubbelastungen in der Innen- und Außenluft führt. Wie weit Reinigungsmaßnahmen<br />
(Schulen, Kindergärten), das Lüftungsverhalten und die Raumausstattung (z. B. Teppichböden)<br />
Einfluss auf die Feinstaubbelastung in Innenräumen haben, ist bisher nur wenig untersucht.<br />
Hier wird von den Teilnehmern der Anhörung noch ein großer Forschungsbedarf gesehen.<br />
110<br />
Regierungspräsidium Stuttgart, Landesgesundheitsamt
Anhang 1 <strong>Umed</strong> <strong>Info</strong> <strong>19</strong><br />
Feinstaubexposition in Innenräumen - Ergebnisse einer Expertenanhörung vom 11.07.05<br />
Exposition von Personen in Innenräumen<br />
Von Herrn PD Dr. Holländer wurde das im Fraunhofer Institut Toxikologie und Experimentelle<br />
Medizin in Hannover im Rahmen des EU-Projektes „Urban Exposure“ entwickelte Innenraum-Aerosolmodell<br />
vorgestellt, welches mit Hilfe des Softwarepakets Mathematica als interaktives<br />
Mathematica Notebook sowie als selbständig laufende „cindoor.exe“ implementiert<br />
wurde. Mathematisch erfolgt dabei eine Massenstrombilanzierung auf Grundlage der Ventilationsrate<br />
und der Gleichgewichtskonzentration für monodisperse Partikel in 48 Kanälen von<br />
1-100 nm. Bezüglich der Eigenschaften liegt das Hauptaugenmerk in der Einteilung PM10,<br />
PM2,5 und ultrafein.<br />
Ausgewertet wurden die gemessenen PM10-Verteilungen und Überschreitungshäufigkeiten<br />
der APHEA-Studie (Air Pullution & Health - A European Approach) und weitere Daten zum<br />
Verhältnis Innen-Außen (EU-Projekt Urban Exposure) sowie zum Ferntransport von PM10<br />
und PM2,5. Ausgehend von der jetzigen Situation wird der Schluss gezogen, dass sich kaum<br />
realistische Chancen ergeben die EU-Außenluft-Richtlinie ab 2010 einzuhalten.<br />
Das vorgestellte Modell liefert valide Ergebnisse für das Verhältnis Innen-Außen, wenn keine<br />
zusätzlichen Innenraumquellen vorliegen und die Verteilung der Ventilationsrate bekannt ist.<br />
Von Bedeutung für die Bestimmung dieser Parameterverteilung sind u.a. die Unterscheidung<br />
altes/neues oder Energiespar-Haus, Fenster eher geschlossen oder offen. Weitere Faktoren<br />
sind urbane Lage, Hintergrund, Klima maritim/kontinental. Grundsätzlich ist allerdings zu<br />
berücksichtigen, dass dieses Modell eine auf den Durchschnitt der Bevölkerung bezogene<br />
Aussage liefert. In Anbetracht der großen Bedeutung der individuellen Aktivitäten für die Innenraumbelastung<br />
kann es sich hierbei jedoch nur um eine orientierende Aussage handeln,<br />
die durch konkrete Messungen verifiziert werden sollte.<br />
In Abhängigkeit von der Luftwechselrate ist typischerweise (bei Abwesenheit von Innenraum-<br />
Quellen) in Innenräumen mit etwa 60% der Außenkonzentrationen zu rechnen. Kommen<br />
Innenraumquellen (z.B. Rauchen, Kochen, offene Feuerstellen) dazu, kann in Innenräumen<br />
leicht ein Vielfaches der Außenluftkonzentration erreicht werden. Problematisch können so<br />
Energiesparhäuser mit zu niedrigen Ventilationsraten werden. Bei experimenteller Bestimmung<br />
der Verteilung ergab sich für Energiesparhäuser ein schmales Feld von etwa 0,5 bis<br />
1/h zwischen dem 5. und 95. Perzentil, während die Ventilationsraten für alte Häuser zwischen<br />
0,5 und 2/h lagen.<br />
Übertragung der Ergebnisse epidemiologischer Studien auf Feinstaubbelastungen<br />
in Innenräumen<br />
Herr Heinrich (GSF München) stellte zu Beginn seiner Ausführungen zunächst die Frage,<br />
warum sich die epidemiologische Forschung bisher hauptsächlich auf Feinstäube in der Außenluft<br />
konzentrierte. Als Gründe dafür sieht er Schwierigkeiten bei der individuellen Expositionsbestimmung<br />
und Unterschiede zwischen Innen- und Außenraumquellen (Innen: Rauchen,<br />
Kochen, Staubsaugen, Außenlufteinflüsse etc./ Außen: Industrie, Straßenverkehr). Die<br />
Frage, ob die Ergebnisse epidemiologischer Studien, die als Grundlage für regulatorische<br />
Vorgaben herangezogen wurden, durch Feinstaub in Innenräumen verfälscht sein könnten,<br />
wurde von ihm für Kurzzeitstudien verneint. Bei Studien zu Langzeitwirkungen (regionale<br />
Querschnittsstudien, Kohortenstudien) ist jedoch eine Verfälschung nicht auszuschließen..<br />
Dies ist unter anderem durch sozioökonomische Faktoren (insbesondere regionsspezifische<br />
Innenraumfaktoren) möglich, die ebenfalls einen Einfluss auf Morbidität und Mortalität in Untersuchungsregionen<br />
haben können. Das heißt, die Annahme, daß die Innenraumbelastung<br />
(z.B. durch Rauchen) bei Probanden aus verschiedenen Regionen im Durchschnitt gleich<br />
sei, ist nicht sehr wahrscheinlich. Damit können regionale Unterschiede in der Morbidität und<br />
Mortalität im allgemeinen nicht allein auf Außenlufteinflüsse zurückgeführt werden.<br />
Regierungspräsidium Stuttgart, Landesgesundheitsamt 111
Anhang 1 <strong>Umed</strong> <strong>Info</strong> <strong>19</strong><br />
Feinstaubexposition in Innenräumen - Ergebnisse einer Expertenanhörung vom 11.07.05<br />
Herr Heinrich verwies dann weiter auf eigene Untersuchungen in den neuen Bundesländern,<br />
die einen Zusammenhang zwischen Staubbelastungen und Bronchitiserkrankungen gezeigt<br />
haben. Feinstaubmessungen zur Klärung des Zusammenhanges von Außenluft- und Innenraumkonzentrationen<br />
bei unterschiedlichem Lüftungsverhalten wurden in Erfurt durchgeführt.<br />
Diese Messungen erfolgten jedoch nicht in Wohnsituationen, sondern in einem Container.<br />
Von anderen Experten wurde darauf hingewiesen, dass Feinstaubkonzentrationen in Wohnräumen<br />
bei Nutzung in vielen Fällen vorwiegend durch Innenraumquellen bestimmt werden.<br />
Sowohl innerhalb als auch außerhalb einer Wohnung kann die Exposition je nach Raumlage<br />
(und Lüftungsverhalten) größere Unterschiede aufweisen. Unstrittig war, dass in Discos oder<br />
Gaststätten, in denen stark geraucht wird, deutlich höhere Feinstaubkonzentrationen gemessen<br />
werden, als in der Außenluft.<br />
Auf Grund der zahlreichen in der Literatur veröffentlichten epidemiologischen Studien geht<br />
man davon aus, dass ein Zusammenhang zwischen erhöhten Feinstaubkonzentrationen und<br />
gesundheitlichen Auswirkungen (Lungenfunktion) existiert. Quantitative Abschätzungen in<br />
Bezug auf möglicherweise durch Feinstaub bedingte Sterbefälle stützen sich auf amerikanische<br />
Kohortenstudien, in denen die Exposition nicht individuell ermittelt, sondern in Abhängigkeit<br />
vom Wohnort geschätzt wurde. In der Diskussion wurde darauf hingewiesen, dass in<br />
einer neueren Veröffentlichung zu den Daten der größten amerikanischen Studie, die in der<br />
ersten Auswertung eine Erhöhung der kardiopulmonalen Mortalität im Zusammenhang mit<br />
Feinstaub gezeigt hatten, die gesondert ausgewiesene Sterblichkeit durch Atemwegserkrankungen<br />
nicht konsistent erhöht war (Pope et al. 20041). Dies steht in einem gewissen Widerspruch<br />
zu vermuteten Wirkmechanismen von Feinstaub über die Atemwege. Auch das beobachtete<br />
Ausmaß der Risikoerhöhung in der Sterblichkeit durch Herz-Kreislauf-<br />
Erkrankungen liegt in einem Bereich, der eine klare Ursache-Wirkung-Zuordnung erschwert.<br />
Effekte in dieser Größenordnung in epidemiologischen Studien können auch durch andere<br />
Faktoren bedingt oder modifiziert sein. Hinzu kommt, dass Feinstaubkonzentrationen in der<br />
Regel mit Konzentrationen anderer Luftschadstoffe korrelieren und auch dadurch eine klare<br />
Zuordnung von Effekten zu einzelnen Schadstoffen schwierig bis unmöglich ist.<br />
In der Diskussion wurde darauf hingewiesen, dass neben den Feinstäuben auch den gröberen<br />
Staubpartikeln eine gesundheitliche Bedeutung zukommen kann. Hierbei könnten vor<br />
allem biogene Partikel aufgrund ihrer allergenen oder inflammatorischen Eigenschaften relevant<br />
sein.<br />
Möglichkeiten zur Erfassung der gesundheitlichen Wirkungen von Feinstäuben<br />
In seinem einführenden Vortrag wies Prof. Krug (Forschungszentrum Karlsruhe, Institut für<br />
Toxikologie) darauf hin, dass die EU-Richtlinie für die Luftqualität nur die Massenkonzentration<br />
des Gesamtstaubes in µg/m³ berücksichtige und nicht die Anzahlkonzentrationen der<br />
einzelnen Größenfraktionen in N/m³. Bei gleicher Masse steigt jedoch sowohl die Partikelzahl<br />
als auch die Oberfläche deutlich an, wenn die Partikelgröße abnimmt. Dies sei insofern bedeutsam,<br />
da es Hinweise darauf gibt, dass die Partikelbeschaffenheit toxikologisch relevant<br />
ist, da die Oberfläche der Partikel katalytisch wirksam ist und unerwünschte Reaktionen auslösen<br />
kann. Im Verhältnis zur Masse ist insbesondere bei kleinsten Partikeln die katalytisch<br />
wirksame Oberfläche zum Volumen erheblich vergrößert. Zum Vergleich führte er an, dass<br />
eine Probe, die aus Teilchen von 10 nm Durchmesser besteht, eine 300 mal größere Oberfläche<br />
und eine ein Million mal so große Teilchenzahl aufweist wie eine Probe gleicher Gesamtmasse<br />
aus 1 µm großen Partikeln.<br />
1<br />
112<br />
Pope CA, Burnett RT, Thurston GD, Thun MJ, Calle EE, Krewski D, Godleski JJ: Cardiovascular<br />
Mortality and Long-Term Exposure to Particulate Air Pollution. Circulation. 2004; 109: 71-77<br />
Regierungspräsidium Stuttgart, Landesgesundheitsamt
Anhang 1 <strong>Umed</strong> <strong>Info</strong> <strong>19</strong><br />
Feinstaubexposition in Innenräumen - Ergebnisse einer Expertenanhörung vom 11.07.05<br />
Er plädierte aufgrund ausgewerteter Studien und eigener Untersuchungen dafür, die Gesundheitseffekte<br />
auf die aktive Oberfläche der Partikel zu beziehen. Er stellte ein In-vitro-<br />
Modell zur Untersuchung toxischer Wirkungen ultrafeiner Partikel in der Lunge vor, mit dem<br />
mögliche daraus ableitbare Risiken beschrieben werden könnten.<br />
Das von ihm beschriebene Modell (Cultex) simuliert die alveoläre Luft-Flüssigkeits-Schranke<br />
der Lunge. Auf einer porösen Membran werden auf der Oberseite alveolare Epithelzellen<br />
ausgesät und auf der Unterseite Endothelzellen angesiedelt. Auf die Epithelzellen werden<br />
zusätzlich Makrophagen gegeben, sodass ein 3-D-Zellmodell entsteht, das den Verhältnissen<br />
in der Lunge sehr nahe kommen soll. Die Induktion verschiedener Entzündungsparameter<br />
wie z.B. Zytokinbildung in den Lungenzellen konnte mit synthetischen ultrafeinen Partikeln<br />
und Flugaschepartikeln bei nicht zytotoxischen Konzentrationen nachgewiesen werden.<br />
Die Zellen werden direkt über einen Luftstrom mit definierten Aerosolen bzw. Partikeln exponiert.<br />
Unter geeigneten Bedingungen ließen sich die Zellen nicht nur Stunden, sondern auch<br />
Tage am Leben erhalten.<br />
Im Institut für Toxikologie und Genetik des Forschungszentrums Karlsruhe wird sowohl am<br />
Beispiel eines umweltrelevanten Aerosols als auch an synthetischen Modellpartikeln unterschiedlicher<br />
Größe (12 – 400 nm) untersucht, welche chemischen Bestandteile und welche<br />
Partikelgrößenfraktionen zur toxischen Wirkung beitragen. Als Beispiel für Umweltpartikel<br />
wurde Flugstaub aus einer industriellen Hausmüllverbrennungsanlage ausgewählt, weil der<br />
Verbrennungsprozess, ähnlich wie bei der Kohleverbrennung, gut untersucht und eine hohe<br />
Anzahl sehr feiner Partikel darin enthalten ist.<br />
Mit diesem hier vorgestellten Expositionssystem sei es auch denkbar, Vor-Ort-Messungen<br />
mit lebenden Zellen durchführen, um an möglichen Quellen direkt die Einflüsse von Partikeln<br />
in der Luft nachweisen zu können. Die Ergebnisse solcher Untersuchungen könnten <strong>Info</strong>rmationen<br />
liefern, mit denen die Gesundheitseffekte durch partikuläre Luftverschmutzungen aus<br />
einzelnen Quellen beurteilt werden können, um dann gezielte technische Maßnahmen zur<br />
Emissionsminderung vorzunehmen. Die Expositionssysteme könnten auch dazu beitragen,<br />
Gesundheitsrisiken durch Partikelbelastungen (Stichwort Nano-Technologie) am Arbeitsplatz<br />
zu überprüfen.<br />
In der Diskussion wurde angeregt, dass mit diesem Modell insbesondere Entzündungsparameter<br />
nachgewiesen und mit Messungen und Untersuchungen in Schulen kombiniert werden<br />
sollten, eventuell auch mit Messungen zur Abatmung von NO.<br />
Abschlussdiskussion<br />
Die Experten waren sich darüber einig, dass zur Beurteilung der gesundheitlichen Wirkung<br />
von Feinstäuben, insbesondere in Innenräumen, weitergehende Untersuchungen erforderlich<br />
sind. Vom Landesgesundheitsamt sollen im Rahmen seiner Möglichkeiten weitere Untersuchungen<br />
hierzu durchgeführt werden, wobei auch das Instrument „Beobachtungsgesundheitsämter“<br />
genutzt werden soll. Von den Beteiligten wurde die Notwendigkeit gesehen, dass<br />
sich auch andere Institutionen auf Bundesebene und die Industrie an entsprechenden Untersuchungen<br />
beteiligen.<br />
Wegen der Entstehung von Nanopartikeln in Verbrennungsprozessen und ihrer zunehmenden<br />
Anwendung in der Produktion empfehlen die Experten, die bestehenden Forschungslücken<br />
bezüglich ihrer gesundheitlichen Wirkungen zu schließen und die Ergebnisse zu kommunizieren.<br />
Dr. Bernhard Link<br />
Regierungspräsidium Stuttgart<br />
Abt. 9 Landesgesundheitsamt<br />
Regierungspräsidium Stuttgart, Landesgesundheitsamt 113
Anhang 2 <strong>Umed</strong> <strong>Info</strong> <strong>19</strong><br />
Feinstaub in Schulgebäuden - Ergebnisse einer Expertenanhörung vom 05.05.06<br />
Feinstaub in Schulgebäuden<br />
Anlässlich einer Expertenanhörung am 05.05.06 zu den bisherigen Ergebnissen einer<br />
Pilotstudie des Regierungspräsidiums Stuttgart, Landesgesundheitsamt, zu Feinstaubbelastungen<br />
in Schulen Baden-Württembergs wurden folgende vorläufige<br />
Schlussfolgerungen gezogen:<br />
Vorbemerkung<br />
In Mitteleuropa halten sich die Menschen in der Regel mehr als 80 % ihrer Zeit im Innern von<br />
Gebäuden auf. Sie sind daher nicht nur den gesundheitlichen Wirkungen der Feinstäube in<br />
der Außenluft, sondern in besonderem Maße auch den Feinstäuben in der Innenraumluft<br />
ausgesetzt. Dabei können sowohl die von der Außenluft in die Gebäude eindringenden Partikel<br />
als auch Partikel, die aus innenraumspezifischen Quellen stammen, eine Rolle spielen.<br />
Überträgt man die Kenntnisse zur chemischen Zusammensetzung der Raumluft im Vergleich<br />
zur Außenluft auf die Feinstaubproblematik, ist zu erwarten, dass sich Beschaffenheit und<br />
stoffliche Zusammensetzung der Partikel in der Innenraumluft durch Koagulation und Anlagerung<br />
schwerflüchtiger Stoffe gegenüber den Verhältnissen in der Außenluft verändern.<br />
Neben Wohnräumen sind vor allem öffentliche Gebäude wie Schulen von Interesse. Dabei<br />
ist davon auszugehen, dass nutzungsbedingt in Schulen bauliche Einflüsse, insbesondere<br />
die Fußbodenkonstruktion, eine wichtige Rolle für die Feinstaubbelastung spielen. Das Landesgesundheitsamt<br />
hat daher im Winterhalbjahr 2005/2006 in mehreren Schulen Baden-<br />
Württembergs orientierende Untersuchungen zur Ermittlung der Feinstaubexposition durchgeführt<br />
und die bisher vorliegenden Ergebnisse bei einem Expertengespräch am 05.05.06<br />
vorgestellt. Aus diesen Untersuchungen sind dabei die nachfolgend aufgeführten vorläufigen<br />
Schlussfolgerungen gezogen worden.<br />
Feinstaubkonzentration in der Außenluft von Schulgebäuden<br />
Die Feinstaubkonzentration (< 1µm) der Außenluft wird vor allem in den Wintermonaten von<br />
der Wetterlage (Höhe der Austauschschicht, Zeitdauer ohne Niederschläge) beeinflusst. Meteorologisch<br />
bedingte Schwankungen sind dabei in der Regel wesentlich stärker ausgeprägt<br />
als lokal bedingte Belastungsunterschiede.<br />
Wesentliche anthropogene Feinstaubquellen sind neben dem Verkehr der Bereich Gewerbe/<br />
Industrie und der Hausbrand. Dabei ist zu erwarten, dass der zunehmende Einsatz der Holzverbrennung<br />
zu einer Erhöhung der Feinstaubkonzentration führt. Einen weiteren wesentlichen<br />
Anteil an den Feinstäuben stellen in der Atmosphäre gebildete Partikel (sekundäre Partikel)<br />
aus gasförmigen Vorläufern, z.B. aus Ammoniak und nitrosen Gasen, dar, die sowohl<br />
aus natürlichen als auch aus anthropogenen Quellen stammen.<br />
Bei einem Vergleich verschiedener Standorte können, wegen der meteorologischen<br />
Schwankungen der Hintergrundbelastung, nur zeitgleich und mit denselben Verfahren erhobene<br />
Messdaten miteinander verglichen werden.<br />
Feinstaub in der Innenraumluft von Schulen<br />
Die Anzahl der in Schulinnenräumen vorhandenen Partikel (< 1µm) ist in der Regel deutlich<br />
geringer als in der Außenluft. Der Eintrag aus der Außenluft in die Innenraumluft ist wesentlich<br />
von der Dichtigkeit der Gebäudehülle und dem Lüftungsverhalten abhängig. Durch mechanische<br />
Aktivitäten, wie sie in Schulen und wohl auch in Kindergärten vorkommen, werden<br />
gröbere Feinstaubpartikel (PM10-2,5) resuspendiert. Die Größe der Partikel, ihre chemische<br />
und biologische Zusammensetzung, ihre Konzentration, ihre Sink- sowie Kondensationsge-<br />
114<br />
Regierungspräsidium Stuttgart, Landesgesundheitsamt
Anhang 2 <strong>Umed</strong> <strong>Info</strong> <strong>19</strong><br />
Feinstaub in Schulgebäuden - Ergebnisse einer Expertenanhörung vom 05.05.06<br />
schwindigkeit, ist quellen- und konstruktionsabhängig. Das Lüften oder das ordnungsgemässe<br />
Betreiben einer raumlufttechnischen Anlage führt zu einer Verminderung der Feinstaubspitzen.<br />
Gesundheitliche Bewertung der Feinstaubbelastungen im Innenraum<br />
Zu den gesundheitlichen Wirkungen der Feinstäube in Innenräumen liegen kaum Untersuchungen<br />
vor. In noch viel komplexerem Maße als in der Außenluft spielen unterschiedliche<br />
Quellen für die Toxizität der Feinstäube eine Rolle. Vergleichsweise sichere Kenntnisse bestehen<br />
lediglich zum Einfluss des Tabakrauchs (ETS) auf die Gesundheit.<br />
Für viele andere Faktoren ist eine Abschätzung der gesundheitlichen Wirkung derzeit nicht<br />
möglich. Es fehlen insbesondere Erkenntnisse zu den physikalischen, chemischen und biologischen<br />
Eigenschaften der Partikel aus verschiedenen Feinstaubquellen, zu ihrer Größenverteilung<br />
und Oberfläche.<br />
Die Feinstaub-Grenzwerte der EU-Richtlinie <strong>19</strong>99/30/EG sind für die Außenluft und nicht für<br />
die Überwachung der Innenraumluft konzipiert, und folglich in diesem Bereich nicht anwendbar.<br />
Zur Bewertung von Feinstäuben in Innenräumen sind zusätzliche Untersuchungen zur<br />
Beurteilung ihrer Wirkung erforderlich.<br />
Strategie der Messung von Feinstäuben im Innenraum<br />
Feinstaubquellen im Innenraum, ihre Art und Stärke, sind sehr vielfältig, zeitlich sehr variabel<br />
und hängen stark von den jeweiligen örtlichen Gegebenheiten ab. Verdünnungsprozesse,<br />
die im Außenbereich eine große Bedeutung haben, laufen im Innenraum anders ab. Die eingesetzten<br />
Messstrategien müssen sich an der zu untersuchenden Fragestellung orientieren.<br />
Zur Quellenidentifizierung und Abschätzung der Quellstärke ist es erforderlich, Messverfahren<br />
mit einer hohen zeitlichen Auflösung, einer Charakterisierung der Partikelgrößenverteilung<br />
und/oder anderer spezifischer Eigenschaften zu nutzen.<br />
Da die Feinstaubbelastung im Innenraum zumindest teilweise von der Außenluft beeinflusst<br />
wird, müssen parallel zu Innenraummessungen auch Außenluftmessungen durchgeführt<br />
werden. Dabei sind die großräumigen Immissionsverhältnisse zu berücksichtigen.<br />
Voraussetzung für die Ermittlung der gesundheitlichen Wirkungen sowie für eine Zuordnung<br />
zu den verschiedenen Quellen ist eine Charakterisierung der Partikel anhand ihrer chemischen,<br />
physikalischen und biologischen Eigenschaften. Darüber hinaus ist für die Vergleichbarkeit<br />
von Untersuchungen eine Harmonisierung der Messstrategien und der verschiedenen<br />
Messverfahren notwendig.<br />
Zur Beantwortung der zahlreichen noch offenen Fragen sind weitergehende Untersuchungen<br />
zur Charakterisierung der Innenraumluft erforderlich. Hierzu wurden zusammen mit dem Arbeitskreis<br />
Luftreinhaltung an der Universität Stuttgart (ALS) konkrete Forschungsvorhaben<br />
vorgeschlagen, die aber ohne die Bereitstellung entsprechender finanzieller und personeller<br />
Ressourcen nicht durchgeführt werden können.<br />
Regierungspräsidium Stuttgart, Landesgesundheitsamt 115
<strong>Umed</strong> <strong>Info</strong> <strong>19</strong><br />
Referenten:<br />
Dr. Silvia Diabaté<br />
Forschungszentrum Karlsruhe GmbH<br />
Institut für Toxikologie und Genetik<br />
Hermann-von-Helmholtz-Platz 1<br />
76344 Eggenstein-Leopoldshafen<br />
Dr. Thomas Gabrio<br />
Regierungspräsidium Stuttgart<br />
Landesgesundheitsamt, Ref. 96<br />
Nordbahnhofstr. 135<br />
70<strong>19</strong>1 Stuttgart<br />
Dr. Bernhard Link<br />
Regierungspräsidium Stuttgart<br />
Landesgesundheitsamt, Ref. 96<br />
Nordbahnhofstr. 135<br />
70<strong>19</strong>1 Stuttgart<br />
Dr. Konrad Maier<br />
Institut für Inhalationsbiologie<br />
GSF-Forschungszentrum für Umwelt und Gesundheit<br />
Ingolstädter Landstrasse 1<br />
85764 Neuherberg<br />
Arno Naumann, Ltd. RegDir<br />
Regierungspräsidium Stuttgart, Abt. 5<br />
Ruppmannstrasse 21<br />
70565 Stuttgart<br />
Peter Pesch<br />
UMEG Zentrum für Umweltmessungen,<br />
Umwelterhebungen und Gerätesicherheit<br />
Baden-Württemberg<br />
neu: LUBW Landesanstalt für Umwelt,<br />
Messungen und Naturschutz<br />
Baden-Württemberg<br />
Großoberfeld 3<br />
76135 Karlsruhe<br />
116<br />
Regierungspräsidium Stuttgart, Landesgesundheitsamt
REGIERUNGSPRÄSIDIUM STUTTGART<br />
LANDESGESUNDHEITSAMT