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Feinstaub – Situationsanalyse in der Schweiz

Die Verschmutzung der Luft durch Feinstaub ist ein immer wieder diskutiertes Thema, da das Einatmen von Feinstaub gesundheitsschädigend ist und die Grenzwerte des Feinstaubes oft überschritten werden. Der Ausstoss von Feinstaub, d.h. von Partikeln mit einem Durchmesser von weniger als 10 Mikrometer (1µm = 1 Tausendstel Millimeter), was in Fachkreisen als PM10 bezeichnet wird, ging aber seit 1970 stark zurück.

Dieser Text geht in einem ersten Teil auf die Entstehung des Feinstaubs und dessen Auswirkungen auf die Gesundheit ein. Der zweite Teil zeigt die aktuelle Lage der Feinstaubbelastung, wie sich die Emission und Immission (Erklärung s. Kasten) des Feinstaubs entwickelt haben, was der Staat gegen hohe Feinstaubbelastungen machen möchte und wie sich die vorgeschlagenen Massnahmen auswirken könnten.

Entstehung

Die Feinstaubbelastung in der Luft hat verschiedene Ursachen, die grundsätzlich in vier Gruppen eingeteilt werden können:

  • Natürliche Quellen (z.B. Saharastaub oder Meersalz: in der Schweiz beträgt dies weniger als 1% und kann daher vernachlässigt werden)
  • Entstehung durch industrielle und gewerbliche Produktion wie z.B. bei der Verbrennung von gewissen Materialien.
  • Entstehung durch mechanische Prozesse (z.B. Abrieb von Strassenbelag, Bremsen und Reifen und durch Aufwirbelung).
  • Sekundäre Bildung: Feinstaub, welcher sich erst in der Luft aus gasförmigen Vorläuferschadstoffen wie Schwefeldioxid (SO2), Stickoxiden (NOx), etc. bildet.

Gesundheitliche Auswirkungen

In Bezug auf die gesundheitlichen Auswirkungen sind verschiedene Partikeltypen zu unterscheiden. So sind die sehr feinen Russpartikel (s. Kasten: Ultrafeinstaub) aus der unvollständigen Verbrennung wie z.B. der Dieselruss besonders gefährlich, da diese gemäss diversen Studien Krebs hervorrufen oder zumindest dessen Bildung begünstigen können.

Diverse Studien zeigen, dass bei einer Erhöhung des PM10-Wertes um 10µg/m3 (also eine Erhöhung um die Hälfte des langfristigen Grenzwertes oder 20% des kurzfristigen Grenzwertes) 0.6% mehr Personen aufgrund von Erkrankungen sterben. Zudem nehmen bei dieser Erhöhung der Feinstaubkonzentration in der Luft die Spitaleintritte wegen Herz-/ Kreislaufkrankheiten um 0.5% und diejenigen aufgrund von Atemwegserkrankungen um 0.7% zu. Der Zusammenhang zwischen der Feinstaubbelastung und der krankheitsbedingten Sterblichkeit bzw. den Spitaleintritten konnte allerdings bisher nur statistisch und nicht biologisch hergestellt werden. Das heisst, man weiss nicht, wie der Feinstaub biologisch wirkt, respektive der Gesundheit schadet. Es wurde lediglich festgestellt, dass die Sterblichkeit bzw. die Anzahl Spitaleintritte jeweils ansteigen, wenn die Feinstaubkonzentration erhöht ist. Eine vermutete Beziehung zwischen der Feinstaubkonzentration und Asthma sowie Allergien konnte in der Schweiz nicht belegt werden. Es wird angenommen, dass dieser Zusammenhang erst bei höheren Konzentrationen, wie sie z.B. in ostasiatischen Grossstädten vorkommen, besteht.

Ein allgemein kritischer Schwellenwert, unter welchem keine schädliche Auswirkung auf die Gesundheit besteht, wurde bis heute nicht gefunden. Das heisst, auch niedrige Feinstaubkonzentrationen haben einen schädlichen Einfluss auf die Gesundheit, wenn dieser auch verhältnismässig viel kleiner ist, als bei höheren Feinstaubkonzentrationen. Es ist aber zu berücksichtigen, dass die Forscher bis heute nur über sehr wenige Daten in diesen niedrigen Belastungsbereichen verfügen. Aus diesen Gründen ist es sehr schwierig, einen sinnvollen Grenzwert für die Feinstaubbelastung festzulegen. Denn damit die Gesundheit des Menschen überhaupt nicht negativ beeinflusst würde, müsste der Grenzwert daher bei Null liegen. Eine Feinstaubkonzentration von Null ist jedoch unrealistisch, da es wie bereits erwähnt auch natürliche Feinstaubquellen gibt. In der Schweiz sind diese zwar kaum vorhanden, aber der Feinstaub wird auch von ausländischen Quellen mit dem Wind in die Schweiz getragen, allerdings vornehmlich grössere und damit weniger schädliche Partikel.

Aktuelle Lage

Im Jahr 2006 wurde der Tagesmittelgrenzwert von 50µg/m3 Luft in den Städten und Agglomerationen an 10 bis 50 Tagen nicht eingehalten, während er im ländlichen Mittelland nur an 5 bis 7 Tagen überschritten wurde. Auch die Jahresmittelwerte in Städten, Agglomerationen und entlang von Autobahnen (22.5-37.2µg/m3 für 2006) sind wegen des starken Verkehrsaufkommens generell höher als im ländlichen Mitteland (21.8-28.8µg/m3). Dabei gilt aber zu berücksichtigen, dass man beim Vergleich solcher Immissionswerte eigentlich auch immer die Wetterlage mitberücksichtigen muss, da die winterlichen Durchlüftungsbedingungen, d.h. wie gut die Luft in den unteren Schichten abfliessen kann, eine wichtige Rolle spielen. So bedeuten hohe Immissionswerte in einem Jahr nicht automatisch, dass auch im nächsten Jahr gleich hohe Immissionswerte folgen, falls man untätig bleibt. So hatte Ende Januar / Anfangs Februar 2006 eine so genannte Inversionslage, die zu einer schlechteren Durchlüftung der unteren Atmosphäre führte, zu diesen sehr hohen Feinstaubwerten geführt. Daher sollte man immer langfristige Tendenzen vergleichen und nicht einzelne Jahresmessungen.

Langfristige Entwicklung

Der Ausstoss (Emission) von Feinstaub betrug in der Schweiz im Jahr 1950 23’000t/Jahr und ist bis 1970 um ca. 69.6% auf den Höchststand von 39'000t/Jahr gestiegen. Seither ist er bis zum Jahr 2000 auf 21'000t/Jahr zurückgegangen, das heisst die Feinstaubemissionen sind seit 1970 um 46.2% bzw. fast die Hälfte gesunken.

Dieser Rückgang ist primär auf folgende Massnahmen zurückzuführen:

  • Strengere Abgasvorschriften (v.a. für Dieselmotoren)
  • Emissionsärmere Brennstoffe bei Feuerungen
  • Einbau von Staubfiltern (v.a. bei Dieselmotoren)

Da aber nur ein Teil der vorhandenen Feinstaubbelastung vom Feinstaubausstoss innerhalb der Schweiz stammt und ein beträchtlicher Anteil mit dem Wind vom Ausland ins Inland kommt, misst man auch die Immissionen des Feinstaubs. Immissionen sind eine Feinstaubmenge, die auf die Umwelt und damit auch auf uns Menschen einwirkt. Es ist aber zu berücksichtigen, dass der besonders gesundheitsschädigende Ultrafeinstaub hauptsächlich von lokaler Entstehung kommen muss, da Ultrafeinstaub-Partikel nicht über längere Strecken transportiert werden können, weil sie sich schnell zu grösseren Partikeln entwickeln.

Die Immissionen reduzierten sich seit ihrer systematischen Erfassung von 1997 bis 2000 kontinuierlich. Gemäss dem Bundesamt für Umwelt (BAFU) haben sich die Immissionen von 1992 bis 2000 je nach Messstandort um 5-40% reduziert. Wobei die Daten von 1992 – 1997 anderen Kriterien entsprachen, welche sich nicht grundsätzlich nach der Grösse der Partikel richteten, sondern danach, wie schnell solche Staubpartikel in der Luft sinken, sodass diese Daten auch grössere Partikel als 10µm enthalten können, welche heute nicht mehr als Feinstaub betrachtet werden. Seit 2000 blieben die Immissionen ungefähr konstant.

Massnahmenpotenzial

Im Jahr 2005 untersuchte das Bundesamt für Umwelt, Wald und Landschaft (BUWAL) verschiedene Verursacher von Feinstaub und Massnahmen, um deren Emissionen zu reduzieren. Dabei wurde analysiert, wie gross der Feinstaubausstoss jeder Verursachergruppe ist und wie stark dieser wächst, ob es technische Möglichkeiten gibt, dies zu ändern und ob entsprechende Massnahmen politisch durchsetzbar sind. Schliesslich kam der Bund zum Ergebnis, dass der Güter- und Personenverkehr, Maschinen & Geräte aus der Land- und Forstwirtschaft sowie die Industriefeuerungen mit Biomasse (z.B. Kompost, Holz, etc.) höchste Priorität im Kampf gegen den Feinstaubausstoss erhalten. Im Verkehr geht es um die Einführung von Partikelfiltern, welche den Ausstoss der gefährlichen Russpartikel erheblich zu senken vermögen.

Im Juni 2006 wurde vom Bundesrat schliesslich ein Massnahmenkatalog erstellt, welcher seit 2007 die Ausstattung mit Partikelfiltern aller neu importierten Personenwagen, Kleinbusse und Lieferwagen (bis 3.5t) mit Dieselmotoren vorsieht (gemäss Schweizerischer Depeschenagentur (SDA) sind heute bereits 78% der neuen Fahrzeuge mit einem Partikelfilter ausgerüstet). Zusätzlich wurden auch Massnahmen eingeleitet, welche bewirken sollten, dass auch der Güterverkehr, Dieseltraktoren und vom Bund betriebene Dieselfahrzeuge Partikelfilter einsetzen. Die Stellungnahmen sind nun abgeschlossen (Stand 06.März 07) und der nächste Schritt wird eine Entscheidung des Bundesrates über die Durchführung der Massnahmen sein.

Auswirkungen der Massnahmen auf die Feinstaubbelastung

Der Bund würde ohne die erwähnten Massnahmen bis 2020 eine Senkung der Emissionen auf 17'900t erwarten, durch eine Durchführung der Massnahmen erster Priorität wäre eine Senkung auf 16’000t möglich. Setzt man auch noch zusätzliche Massnahmen um, die eine niedrigere Priorität haben, könnte man die Emissionen auf 14’900t reduzieren.

Es existieren aber verschiedenste Gründe zur Annahme, dass trotz den weitreichenden Massnahmen die Immissionswerte des Feinstaubes nur wenig sinken werden. So wird z.B. mit dem Wind viel Feinstaub importiert. Bei einer durchschnittlichen Belastung von 20µg/m3 soll ca. die Hälfte davon importiert sein. Bei hohen Konzentrationen im Bereich von 150µg/m3 dürfte ungefähr ein Drittel der Belastung aus dem Ausland kommen.



Abb 1: Emissionen der einzelnen Verkehrstypen (Quelle: TCS)

Der Strassenverkehr, bei dem die Massnahmen primär ansetzen, macht in der Schweiz etwa 20.2% der Feinstaubemissionen aus (der Schienenverkehr mit ca. 4.7% und der Luft- und Schiffverkehr mit ca. 4% ergänzen zu den 29% des im Kasten dargestellten Gesamtverkehrsanteils). Diese 20.2% setzen sich wiederum aus Abreibung und Auspuff zusammen, wobei der Auspuff gerade noch etwa 6.5% an der gesamthaft ausgestossenen Feinstaubmenge ausmacht. Insgesamt (inkl. Auspuff in der Landwirtschaft, Maschinen etc.) soll der Auspuff-Anteil gemäss TCS 16.2% betragen.

Fazit

Die Feinstaubemissionen sinken seit 30 Jahren und werden vermutlich auch weiter sinken. Dennoch ist die Feinstaubbelastung gemäss den Schweizerischen Grenzwerten zu hoch. Da ein beträchtlicher Anteil der Feinstaubbelastung importiert wird, gibt es Grund zu zweifeln, ob die bereits umgesetzten und geplanten Massnahmen zu wesentlich tieferen Feinstaubbelastungen führen. Um das Problem effektiv lösen zu können, müsste man weltweit Massnahmen umsetzen. Da durch lokale Massnahmen vor allem die Ultrafeinstaubemissionen, die nicht importiert werden können, aber eine besonders schädigende Wirkung auf die Gesundheit haben, reduziert werden, ist davon auszugehen, dass die Massnahmen dennoch eine wesentliche Verbesserung der Luftverschmutzung bewirken.


Literaturverzeichnis [ ein-/ausblenden ]


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Hauptverursacher:

Die Ver­ur­sa­cher des Fein­stau­baus­stos­ses ver­tei­len sich ge­mäss Bun­des­amt für Um­welt wie folgt:

  • Land- und Forst­wirt­schaft (37%)
  • Verkehr (29%)
  • Industrie und Ge­werbe (27%)
  • Haushalte (7%)

Dabei ist zu be­ach­ten, dass der Schwei­ze­ri­sche Bau­ern­ver­band die Rich­tig­keit der Zah­len an­zwei­felt. Grund für die Zwei­fel gibt dem Bau­ern­ver­band die Tat­sa­che, dass die hohen Fein­staub­werte vor allem im Win­ter ge­mes­sen wer­den, wenn die Bau­ern ihre Trak­to­ren kaum benützen.

Unterschied Emis­sion und Immission

Mit Emis­sio­nen wird der Ab­lass von Stof­fen in die Um­welt be­zeich­net, wäh­rend Im­mis­sio­nen das Ein­wir­ken der Stoffe auf die Um­welt bezeichnet.

Ultrafeinstaub

Als Ul­trafein­staub wer­den Par­ti­kel klei­ner 0.1 µm be­zeich­net (P­M0.1). Diese sind be­son­ders ge­sund­heits­schä­di­gend, da diese in die hoch­emp­find­li­chen, Sau­er­stoff-aus­tau­schen­den Lun­gen­bläs­chen (Al­veo­len) und auf die­sem Weg sogar ins Blut vor­drin­gen kön­nen und somit auch zu einem Herz­in­farkt füh­ren können.

Einfach erklärt

Grenzwert PM10

Der Jah­res­mit­tel­grenz­wert be­trägt 20µg/m3. Die­ser darf nie über­schrit­ten wer­den. Der Ta­ges­mit­tel­grenz­wert von 50µg/m3 darf pro Jahr höchs­tens 1mal über­schrit­ten wer­den. Der Jah­res­mit­tel­grenz­wert dient als Lang­zeit­grenz­wert, mit den Kurz­zeit­grenz­wer­ten sol­len Spit­zen­be­las­tun­gen ver­hin­dert wer­den. Da kein ei­gent­li­cher Schwel­len­wert exis­tiert, bei wel­chem die Men­schen kei­nen Scha­den mehr neh­men, sind die Grenz­werte im Gros­sen und Gan­zen eher will­kür­lich fest­ge­setzt. Zudem ent­spre­chen diese Grenz­werte kei­nen Alarm­wer­ten, bei deren Über­schrei­ten so­fort Hand­lungs­be­darf be­stün­de, son­dern sind eher als „Un­be­denk­lich­keits­wer­te“ zu verstehen.

Grenzwert PM2.5

Da der PM2.5 (also Par­ti­kel mit einem Durch­mes­ser von we­ni­ger als 2.5µm) noch enger mit Ge­sund­heits­schä­den zu­sam­men­hängt als der PM10, ist es frag­lich, ob es nicht sinn­vol­ler wäre, einen Grenz­wert für PM2.5 zu de­fi­nie­ren. Bis­her wurde der Grund da­ge­gen ge­hal­ten, dass es in der Schweiz viel we­ni­ger na­tür­li­che Quel­len für PM10 gibt und daher der PM10 sehr eng mit dem PM2.5 zu­sam­men­hängt. Der Tou­ring Club Schweiz (TCS) würde hin­ge­gen das Ein­füh­ren eines PM2.5 Grenz­wer­tes be­grüs­sen, da Sen­kungs­mass­nah­men auch die Sen­kung von dem schäd­li­che­ren PM2.5 bein­hal­ten soll­ten. Dann ist der PM10-­Grenz­wert aber ein schlech­ter In­di­ka­tor für den Er­folg der Mass­nah­me, da eine Sen­kung von PM2.5 we­ni­ger ins Ge­wicht fällt als eine Sen­kung von Fein­staub mit Durch­mes­ser 2.5-10µg/m3. Seit An­fang De­zem­ber wer­den vom BUHA an der Mess­sta­tion Här­kin­gen auch die Im­mis­si­ons­werte von PM1 erhoben.

Zusammenhänge

Grenzwerte im in­ter­na­tio­na­len Vergleich

In der EU gilt seit 2005 ein Jah­res­mit­tel­grenz­wert für PM10 von 40µg/m3, wel­cher also dop­pelt so hoch ist wie der in der Schweiz. Ab 2010 soll aber auch in der EU ein Jah­res­mit­tel­grenz­wert von 20µg/m3 gel­ten. Der Ta­ges­mit­tel­wert be­trägt in der EU eben­falls 50µg/m3, darf aber 35 Mal pro Jahr über­schrit­ten wer­den, im Ge­gen­satz zur Schweiz, wo die­ser nur 1 Mal über­schrit­ten wer­den darf, auch wenn die­ser viel öfter über­schrit­ten wird. Ab 2010 darf auch in der EU der Ta­ges­mit­tel­wert von 50µg/m3 nur noch 7 Mal pro Jahr über­schrit­ten wer­den, also immer noch 7 Mal öfter als in der Schweiz.

In den USA darf die Fein­staub­be­las­tung den Jah­res­mit­tel­wert von 50µg/m3 nicht über­schrei­ten und ist damit 2.5 Mal so hoch wie in der Schweiz. Der Ta­ges­mit­tel­wert be­trägt 150µg/m3 und darf höchs­tens an einem Tag über­schrit­ten wer­den. Der Ta­ges­mit­tel­wert der USA ist somit 3 Mal so hoch wie in der Schweiz. Zu­sätz­lich hat aber die USA einen Grenz­wert für Par­ti­kel klei­ner als 2.5µm ein­ge­führt (also PM2.5). Dort setz­ten die USA einen Jah­res­mit­tel­grenz­wert von 15µg/m3 fest und einen Ta­ges­mit­tel­wert von 65µg/m3, wel­cher nicht mehr als 7 Mal im Jahr über­schrit­ten wer­den darf.

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