Was ist Feinstaub?
Feinstaub (PM) in der Luft ist kein einzelner Schadstoff, sondern ein Gemisch vieler chemischer Spezies. Es ist eine komplexe Mischung aus Feststoffen und Aerosolen, die aus kleinen Flüssigkeitstropfen, trockenen festen Fragmenten und festen Kernen mit flüssiger Beschichtung besteht. Partikel variieren stark in Größe, Form und chemischer Zusammensetzung und können anorganische Ionen, metallische Verbindungen, elementaren Kohlenstoff, organische Verbindungen und Verbindungen aus der Erdkruste enthalten. Partikel werden zu Zwecken der Regulierung der Luftqualität durch ihren Durchmesser definiert. Diejenigen mit einem Durchmesser von 10 Mikrometer oder weniger (PM10) sind in die Lunge einatembar und können gesundheitsschädliche Auswirkungen haben. Feinstaub ist definiert als Partikel mit einem Durchmesser von 2.5 Mikrometer oder weniger (PM2.5). Daher umfasst PM2.5 einen Anteil von PM10.
Was ist der Unterschied zwischen PM10 und PM2.5?
PM10 und PM2.5 stammen oft aus unterschiedlichen Emissionsquellen und weisen auch unterschiedliche chemische Zusammensetzungen auf. Emissionen aus der Verbrennung von Benzin, Öl, Dieselkraftstoff oder Holz verursachen einen Großteil der PM2.5-Belastung in der Außenluft sowie einen erheblichen Anteil von PM10. Zu PM10 gehören außerdem Staub von Baustellen, Deponien und aus der Landwirtschaft, Waldbrände und die Verbrennung von Reisig und Abfällen, industrielle Quellen, vom Wind verwehter Staub aus offenen Flächen, Pollen und Bakterienfragmente.
Feinstaub kann entweder direkt aus Quellen emittiert werden (Primärpartikel) oder in der Atmosphäre durch chemische Reaktionen von Gasen (Sekundärpartikel) wie Schwefeldioxid (SO .) gebildet werden2), Stickoxide (NOX) und bestimmte organische Verbindungen. Diese organischen Verbindungen können sowohl aus natürlichen Quellen wie Bäumen und Vegetation als auch aus künstlichen (anthropogenen) Quellen wie Industrieprozessen und Kraftfahrzeugabgasen emittiert werden. Die relativen Größen von PM10- und PM2.5-Partikeln werden in der folgenden Abbildung verglichen.
Warum ist CARB besorgt über PM10 und PM2.5?
CARB ist besorgt über Feinstaubpartikel aufgrund ihrer Auswirkungen auf die Gesundheit der kalifornischen Bevölkerung und die Umwelt. Sowohl PM2.5 als auch PM10 können eingeatmet werden und lagern sich teilweise in den Atemwegen ab. Die Ablagerungsorte in der Lunge hängen jedoch von der Partikelgröße ab. PM2.5 dringt eher in die tieferen Lungenabschnitte ein und lagert sich dort ab, während PM10 sich eher an den Oberflächen der größeren Atemwege im oberen Lungenbereich ablagert. Abgelagerte Partikel können Gewebeschäden und Lungenentzündungen verursachen.
Welche schädlichen Auswirkungen kann Feinstaub verursachen?
Eine Reihe negativer gesundheitlicher Auswirkungen wird mit der Belastung durch Feinstaub (PM2.5 und PM10) in Verbindung gebracht. Kurzzeitige Belastungen durch PM2.5 (bis zu 24 Stunden) können zu vorzeitigem Tod, vermehrten Krankenhauseinweisungen aufgrund von Herz- oder Lungenerkrankungen, akuter und chronischer Bronchitis, Asthmaanfällen, Notfallaufnahmen, Atemwegssymptomen und eingeschränkter körperlicher Aktivität führen. Diese negativen gesundheitlichen Auswirkungen wurden vor allem bei Säuglingen, Kindern und älteren Erwachsenen mit vorbestehenden Herz- oder Lungenerkrankungen beobachtet. Darüber hinaus ist PM2.5 von allen gängigen Luftschadstoffen für den größten Anteil der gesundheitsschädlichen Auswirkungen durch Luftverschmutzung verantwortlich, sowohl in den Vereinigten Staaten als auch weltweit, wie das Global Burden of Disease Project der Weltgesundheitsorganisation (WHO) zeigt.
Kurzfristige Expositionen gegenüber PM10 wurden in erster Linie mit einer Verschlechterung von Atemwegserkrankungen, einschließlich Asthma und chronisch obstruktiver Lungenerkrankung (COPD), in Verbindung gebracht, was zu Krankenhausaufenthalten und Besuchen in der Notaufnahme führte.
Langfristige (monate- bis jahrelange) Belastung mit PM2.5 wird mit vorzeitigem Tod in Verbindung gebracht, insbesondere bei Menschen mit chronischen Herz- oder Lungenerkrankungen, und beeinträchtigt das Lungenwachstum bei Kindern. Die Auswirkungen einer langfristigen Belastung mit PM10 sind weniger eindeutig, obwohl mehrere Studien einen Zusammenhang zwischen langfristiger PM10-Belastung und Atemwegserkrankungen nahelegen. Die Internationale Agentur für Krebsforschung (IARC) veröffentlichte 2015 eine Übersichtsarbeit , die zu dem Schluss kam, dass Feinstaub in der Außenluft Lungenkrebs verursacht.
Wer ist durch Feinstaubbelastung am stärksten gefährdet?
Studien zeigen, dass ältere Erwachsene mit chronischen Herz- oder Lungenerkrankungen, Kinder und Asthmatiker am stärksten von den gesundheitlichen Auswirkungen der Feinstaubbelastung (PM10 und PM2.5) betroffen sind. Auch Kinder und Säuglinge sind anfällig für Schäden durch das Einatmen von Schadstoffen wie PM, da sie im Verhältnis zu ihrem Körpergewicht mehr Luft einatmen als Erwachsene – sie atmen schneller, verbringen mehr Zeit im Freien und sind kleiner. Darüber hinaus kann das noch nicht vollständig entwickelte Immunsystem von Kindern dazu führen, dass sie empfindlicher auf PM reagieren als gesunde Erwachsene.
Forschung von der CARB-initiierten Gesundheitsstudie für Kinder Die Studie ergab, dass Kinder, die in Gemeinden mit hohen PM2.5-Werten lebten, ein langsameres Lungenwachstum aufwiesen und im Alter von 18 Jahren kleinere Lungen hatten als Kinder, die in Gemeinden mit niedrigen PM2.5-Werten lebten.
CARB verwendete die Risikobewertungsmethodik der US-amerikanischen EPA, um eine Bewertung der vorzeitigen Sterblichkeit im Zusammenhang mit der Exposition gegenüber PM2.5 durchzuführen (California Air Resources Board 2010). Eine Aktualisierung dieser Analyse unter Verwendung von Luftqualitätsdaten aus den Jahren 2014-2016 ergab, dass die PM2.5-Exposition in Kalifornien zu 5,400 (Unsicherheitsbereich 4,200 – 6,700) vorzeitigen Todesfällen aufgrund kardiopulmonaler Ursachen pro Jahr beiträgt. Darüber hinaus trägt PM2.5 in Kalifornien zu etwa 2,800 Krankenhauseinweisungen wegen Herz-Kreislauf- und Atemwegserkrankungen (Unsicherheitsbereich 350 – 5,100) und zu etwa 6,700 Notaufnahmen wegen Asthma (Unsicherheitsbereich 4,200 – 9,300) pro Jahr bei.
Wie wirkt sich Feinstaub auf die Umwelt aus?
Feinstaub reduziert nachweislich in zahlreichen wissenschaftlichen Studien die Sichtweite und schädigt Klima, Ökosysteme und Materialien. PM, insbesondere PM2.5, beeinträchtigt die Sichtweite, indem es die Absorption und Streuung von Licht in der Atmosphäre verändert. Im Hinblick auf den Klimawandel tragen einige Bestandteile des Feinstaubgemisches zur Klimaerwärmung bei (z. B. Ruß), während andere eine kühlende Wirkung haben (z. B. Nitrat und Sulfat). Feinstaub besitzt somit sowohl klimaerwärmende als auch klimakühlende Eigenschaften. Durch Ablagerung und anschließende Aufnahme durch Pflanzen oder durch Eintrag in Gewässer, wo er die Wasserqualität und -klarheit beeinträchtigen kann, schädigt Feinstaub Ökosysteme wie Pflanzen, Böden und Gewässer. Metallische und organische Verbindungen im Feinstaub haben das größte Potenzial, Pflanzenwachstum und -ertrag zu beeinflussen. Feinstaubablagerungen auf Oberflächen führen zu deren Verschmutzung.
Ist Feinstaub in Innenräumen ein Problem?
Ein Teil der Feinstaubbelastung in Innenräumen stammt aus der Außenluft, insbesondere PM2.5. Diese Partikel gelangen durch Türen, Fenster und Undichtigkeiten in Gebäudestrukturen in die Räume. Feinstaub kann aber auch aus Quellen im Inneren selbst stammen. Zu den Partikeln aus Innenräumen gehören Bestandteile biologischen Ursprungs, von denen viele als Allergene bekannt sind, wie Pollen, Schimmelpilzsporen, Hausstaubmilben und Schaben. Auch Aktivitäten in Innenräumen erzeugen Feinstaub, beispielsweise Rauchen, Kochen und das Verbrennen von Holz, Kerzen oder Räucherstäbchen. Feinstaub kann sich zudem in Innenräumen durch komplexe Reaktionen gasförmiger Schadstoffe bilden, die von Haushaltsreinigern und Lufterfrischern freigesetzt werden.
Was sind die Luftqualitätsstandards für Feinstaub?
Die Luftqualitätsstandards definieren die maximale Schadstoffkonzentration in der Außenluft, die gesundheitsschädlich ist. Nach einer umfassenden Auswertung der wissenschaftlichen Literatur verabschiedete die zuständige Behörde im Jahr 2002 einen neuen Jahresmittelwert für PM2.5 ppm und behielt die bestehenden Jahres- und 24-Stunden-Mittelwerte für PM10 bei. Der nationale Jahresmittelwert für PM2.5 wurde zuletzt 2012 überarbeitet, nachdem eine eingehende Auswertung neuerer Studien Hinweise auf ein erhöhtes Risiko vorzeitiger Sterblichkeit bei niedrigeren PM2.5-Konzentrationen als dem bisherigen Standard ergab. Die Überarbeitung von 2012 führte zur Beibehaltung der bestehenden 24-Stunden-Mittelwerte für PM2.5 und PM10.
***
Der Artikel wurde ursprünglich vom California Air Resources Board veröffentlicht: https://ww2.arb.ca.gov/resources/inhalable-particulate-matter-and-health
