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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 />

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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 />

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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 />

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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

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