Quantitative Risikoabschätzung der Feinstaubbelastung

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1 Prof. Dr. med. Thomas Eickmann, Caroline Herr Institut für Hygiene und Umweltmedizin, Hessisches Zentrum für Klinische Umweltmedizin, Universitätsklinikum Gießen und Marburg Editoral Umwelt. Forsch. Prax. 12 (4) (2007) Der Populismus in Deutschland regiert nirgends so sehr wie in der Umweltpolitik. Nur noch wenige Politiker wagen es unsinnige Horrormeldungen über Gesundheitsgefahren in Frage zu stellen. Quantitative Risikoabschätzung der Feinstaubbelastung Die EPA und die WHO stellten 2002 eine Risikoabschätzung für die weltweit wichtigsten Mortalitätsfaktoren auf. An erster Stelle stehen Bluthochdruck, gefolgt vom Rauchen, hohen Cholesterinwerten und Untergewicht. Die städtische Außenluftbelastung steht an 13. Stelle 1

2 Rückgang derschwefeldioxidemissionen in Deutschland seit 1980 = 100% (Umweltdaten 2002, Umweltbundesamt) 100% 100% 80% 66% 60% 50% 41% 35% 40% 31% 25% 19% 20% 13% 9% 0% Rückgang der Benzolimmissionen (µg/m³) München-Stachus (ca PKW/Tag) 25,0 23,8 20,0 17,8 15,0 12,2 9,9 10,0 7,4 5,6 5,0 4,1 3,1 5,0 2,0 0,

3 PM10 Anteil in der Luft nach Herkunft aus dem Verkehr 44% Landwirtschaft 28% Industrie 25% Verkehrsanteil des PM10 G. Gerwig Gefahrenstoffe-Reinhaltung der Luft 66 (2006) Nr. 4, S lokaler Verkehr 24% Verkehr aus dem Stadtgebiet 8% Verkehr aus dem Stadtrand und aus weiterer Entfernung 12% insgesamt verkehrsbedingt 44% 3

4 Ferntransport von PM10 und NO2 V. Diegmann, Gefahrenstoffe-Reinhaltung der Luft 67 (2007) Nr. 4, S für PM10 regionaler Anteil (Ferntransport) ca % für NO2 regionale Anteil (Ferntransport) ca % Der PM10 Anteil aus dem lokalen Verkehr beträgt nur 24% des gesamten PM10 G. Gerwig, Gefahrenstoffe Reinhaltung der Luft 66 (206), Nr.4 S Bodenstaub, Salz 13% Sulfat, Nitrat, Ammonium 2% Organische Materie 2% Ruß aus Reifenabrieb 2% Ruß aus Motoremissionen 5% insgesamt 24% 4

5 Trendprojektion für PM10 in Deutschland Verursacher: Emissionen in kt Straßenverkehr - Abgase 28,2 14,9 Straßenverkehr - Staub 25,4 27,6 Kleinfeuerungen - Haushalte 22,2 21,1 aus: T. Dregger, R. Friedrich, Emissionen primärer anthropogener Feinstäube, Gefahrenstoffe Reinhaltung der Luft 67 (2007) Nr. 5, S Emissionen primärer anthropogener Feinstäube T. Pregger et al. Gefahrenstoffe-Reinhaltung der Luft 67 (2007) Nr. 5 Emittent Tonnen/Jahr als PM10 Kleinfeuerungsanlagen Holz % Kleinfeuerungsanlagen Kohle und Heizöl % Kfz % Kfz Aufwirbelung von Straßenstaub % Sonstige Fahrzeuge Landund Forstwirtschaft % Tierhaltung % 5

6 Einfluss des Wetters auf die Höhe der PM10 Immissionen aus: K. Anke Gefahrenstoffe Reinhaltung der Luft 65 (2005) Band 1, S Anstieg der PM10 Immissionen ohne Niederschlag 1 Tag 11,0 µg/m³ 100% 2 Tage 12,6 µg/m³ 115% 3 Tage 15,3 µg/m³ 139% 4 Tage 17,9 µg/m³ 163% 5 Tage 19,5 µg/m³ 177% 6 Tage 26,3 µg/m³ 236% Immissionswerte von Stickstoffdioxid (µg/m³) an der Durchgangstraße in einem Luftkurort in Abhängigkeit vom Standort N E S W 6

7 Jahresmittelwerte von NO2 gegen PM10 an 34 bayerischen Messstellen des LfU µg PM10/m³ y = 0,3201x + 15,571 R 2 = 0, µg NO2/m³ Grobstaubniederschlag (mg/m²xd) im Bereich VZ gegen NO2 (µg/m³) im Bereich VZ in... 30,0 25,0 20,0 NO2 (µg/m³) 15,0 y = -0,0682x + 14,223 R 2 = 0, ,0 5,0 0,0 0,0 10,0 20,0 30,0 40,0 50,0 60,0 70,0 80,0 Grobstaub (mg/m²xd) 7

8 Schwarze Partikel im Staubniederschlag (mg/m²xd) gegen NO2 im VZ in... 30,0 25,0 20,0 NO2 (µg/m³) 15,0 10,0 5,0 y = 2,1302x + 12,495 R 2 = 0,0059 0,0 0,000 0,200 0,400 0,600 0,800 1,000 1,200 schwarze Partikel ( mg/m²xd) Grobstaubniederschlag (mg/m²xd) gegen schwarzen Staubniederschlag (mg/m²xd) im VZ eines Kurortes 3,5 Verkehrszentrum schwarzer Staub (mg/m²xd) 3 2,5 2 1,5 1 0,5 y = 0,011x + 0,3477 R 2 = 0, Verkehrszentrum Grobstaub (mg/m²xd) 8

9 1,2 Grobstaub (mg/m²xd) gegen schwarze Partikel (mg/m²xd) im Bereich VZ in... 1 schwarze Partikel (mg/m²xd) 0,8 0,6 0,4 y = 0,0031x + 0,167 R 2 = 0,0693 0, Grobstaub (mg/m²xd) EC im PM10 nach VDI 2410, Blatt 1 gegen "Black-Smog" Methode in Aschaffenburg (EC gegen schwarze Teilchen) Einheiten "black - smog" y = 6,1055x + 58,82 R 2 = 0, ,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 EC (µg/m³) 9

10 120 EC (VDI 2465, Blatt 1) im PM10 in zwölf Städten in Bayern gegen "Black-Smog" Methode (alle Werte) 100 Einheiten "black smog" y = 9,0845x + 42,993 R 2 = 0, EC (µg/m³) EC (VDI 2465) im PM10 in zwölf Städten in Bayern gegen Black-Smog Methode (nur Werte bis 2,5 µg EC/m³) Einheiten Black-Smog" y = 8,1765x + 43,099 R 2 = 0, ,00 1,00 2,00 3,00 4,00 5,00 6,00 7,00 EC (µg/m³) 10

11 EC (VDI 2465, Blatt 1) im PM10 in 12 verschiedenen Orten in Bayern gegen "Black-Smog" Methode (nur EC- Werte > 2,5 µg EC/m³) Black-Smog Einheiten y = 2,1255x + 74,348 R 2 = 0, µg EC/m³ Beispiele wöchentlicher Änderungen der Grobstaubbelastung 3-96 µm in einem Kurort Beispiele relativer wöchentlichen Änderungen von Grobstaub (3-96 µm) in einem Kurort im Verkehrszentrum Ortszentrum Kurgebiet 10 fach 5 fach 90 fach 9 fach 4 fach 6 fach 13 fach 6 fach 6 fach Die Wochenwerte von Grobstaub weisen Schwankungen auf, deren Ausmaß und zeitlicher Verlauf nicht im Einklang mit dem Verkehrsaufkommen zu bringen ist. 11

12 Beispiele wöchentlicher Änderungen des Grobstaubs schwarz 3-15 µm in einem Kurort Relative wöchentliche Änderungen im Verkehrszentrum im Ortzentrum im Kurgebiet 220 fach 26 fach 20 fach 147 fach 166 fach 89 fach 163 fach 240 fach 55 fach Die Wochenwerte von Ruß weisen Schwankungen auf, deren Ausmaß und zeitlicher Verlauf nicht in Einklang mit dem Verkehrsaufkommen zu bringen ist. Gesundheitliche Beeinträchtigungen von Partikeln CAFE-Programm, Partikel bis 10 µm zeigen relevante gesundheitliche Auswirkungen von vier großen amerikanischen Kohortenstudien zeigten drei (Havard Six City Study, die American Society Study und die Adventist Healthy Study) eine signifikante Assoziation gesundheitlicher Beschwerden mit der Zunahme der Partikelbelastung. Die Ergebnisse aller epidemiologischen Studien zeigen, dass die Langzeitbelastung durch Partikel ein Gesundheitsrisiko für suszeptile Personen darstellen kann. 12

13 Ergebnisse epidemiologischer Studien Neben möglichen direkten Wirkungen auf die Lunge werden weitere gesundheitliche direkte Wirkungen durch - in die Blutbahn freigesetzte Entzündungsmediatoren - in die Blutbahn eingedrungenen ultrafeine Partikel - freigesetzte Substanzen aus Partikeln diskutiert Während die Effekte einer akut erhöhten Feinstaubbelastung bis 10 µm bei Patienten mit entsprechender Disposition nachvollziehbar sind, ist die Bedeutung der akuten Belastung bei Gesunden noch völlig offen. Wirkung von Partikelfiltern bei Diesel-PKW (2) Durch den großflächigen Einsatz von Partikelfiltern in Diesel PKW ergibt sich unter konservativen Annahmen ein Minderungspotential für PM2,5 von 15 µg/m³ auf 12 µg/m³. Im Hinblick auf den Anteil der Dieselabgase auf die Gesamtsterblichkeit von 1-2% beträgt diese Verminderung um 3,0 µg/m³ eine durchschnittliche längere Lebensdauer um 1-3 Monate. Wichmann,E. Abschätzung positiver Auswirkungen durch den Einsatz von Partikelfiltern in Dieselfahrzeugen. Studie im Auftrag des Umweltbundesamts Juni

14 Vergleichbarkeit der Grenzwerte (IW1) der 22. BImSchV. bzw. in der EG Richtlinie 1999/30EG mit den Richtwerten des Deutschen Bäderverbandes e.v. Schadstoff Richtwerte in den 22. BImSchV. Begriffsbestimmungen EG Richtlinie des DBV e.v. 1999/30/EG Grobstaub (transparent) 3-48 µm + - Grobstaub (schwarz) 3-15 µm + - PM PM2,5 + - Ruß im PM2,5 + - NO2 + + NO2 Richtwert in Kurorten oha im Vergleich zu dem NO2 Grenzwert nach der 22. BImSchV. Richtwert für Kurorte mha Richtwert für Kurorte ohne HA 28 µg/m³ wird von µg/m³ wird von 35 bayerischen Städten in bayerischen Städten in 7 Städten überschritten 15 Städten überschritten 28 Städte erfüllen die 19 Städte erfüllen die Richtlinien für Kurorte Richtlinien für Kurorte oha mit HA 14

15 Prof. Dr. H. E. Wichmann (Helmholtz Zentrum München) Die Diskussionen sind geprägt vom Blick auf die gemessenen Feinstaubkonzentrationen, übersehen aber völlig die Wirkungsaspekte auf die menschliche Gesundheit. Irrelevant sind Maßnahmen, die harmlose Staubpartikel reduzieren. Hierzu zählt die verstärkte Straßenreinigung, denn Erdkrustenmaterial, das den Hauptanteil des Straßenstaubs ausmacht, zeigt keine gesundheitlichen Einflüsse. Für Staub der aus Bodenpartikel besteht sind keine nachhaltigen gesundheitlichen Wirkungen beschrieben*. * aus Harvard 6 Städte Studie (US-EPA Studie) Schreiben der LMU am (Dipl. Phys. K. Dirnagl) an den Ausschuss für Begriffsbestimmungen... auch sonst ist der neue Entwurf voll von Widersprüchen und Ausprägungen eines Wunschdenken, das leicht als Zweck- Opportunismus ausgelegt werden kann. Das gilt z.b. für die Beibehaltung der obsoleten aber kostenintensiven Grobstaubmessung und Bewertung (nach Dr. Schultz aus psychologischen Gründen notwendig) zu der jede Grundlage für einen quantitativen Wirkungsbezug fehlt. 15

16 Einführen von Toleranzmargen in Kurorten? Bundesgesetzblatt Jahrgang 2007, Teil 1, Nr. 7, Bonn Toleranzmarge, bezeichnet einen in jährlichen Stufen abnehmenden Wert, um den der Immissionsgrenzwert innerhalb von festgesetzten Fristen überschritten werden darf, ohne die Erstellung von Luftreinhalteplänen zu bedingen. (nach den Begriffsbestimmungen verlieren Kurorte bei Überschreitungen sofort ihr Prädikat) Folgerungen für wen? 16