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Feinstaub in Städten: Wie stark Fußgänger und Radfahrer belastet sind
Die Feinstaubbelastung in Deutschland ist in den vergangenen Jahren zwar deutlich gesunken. Ganz vermeiden lässt sich das Einatmen der winzigen Partikel im Alltag aber nicht. Forschende des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) haben gemeinsam mit Partnern untersucht, wie viel Feinstaub Menschen in Ballungsräumen auf ihren Wegen zu Fuß oder mit dem Fahrrad tatsächlich aufnehmen.
Was unter Feinstaub zu verstehen ist
Feinstaub ist ein Sammelbegriff für kleinste Partikel in der Luft. Sie stammen sowohl aus natürlichen Quellen, etwa von Vulkanen, als auch aus menschengemachten Prozessen. Dazu zählen vor allem Verbrennungsvorgänge, zum Beispiel im Straßenverkehr, in Kraftwerken oder bei Feuerwerk.
Nach Angaben des Umweltbundesamts ist Feinstaub mit bloßem Auge in der Regel nicht zu erkennen. Nur bei bestimmten Wetterlagen kann er sich als sogenannte Dunstglocke bemerkbar machen.
Unterschieden wird nach Partikelgröße. PM steht für „particulate matter“. PM10 umfasst Teilchen mit einem Durchmesser von bis zu 10 Mikrometern, PM2,5 solche mit höchstens 2,5 Mikrometern. Diese Einteilung ist entscheidend für Grenzwerte.
Warum Feinstaub der Gesundheit schadet
Je kleiner die Partikel sind, desto tiefer können sie in die Atemwege eindringen. Sehr feine Partikel gelangen sogar bis in die Lungenbläschen. Dort können sie Entzündungen auslösen und Zellen unter Stress setzen.
Abhängig von Menge und Dauer der Belastung steigt dadurch das Risiko für Asthma, Bronchitis und Lungenkrebs. Auch Herz-Kreislauf-Erkrankungen, Bluthochdruck, Störungen des Stoffwechsels sowie Erkrankungen wie Diabetes oder Demenz werden mit Feinstaub in Verbindung gebracht.
Hinzu kommt, dass sich an den Partikeln weitere gefährliche Stoffe anlagern können, darunter Schwermetalle oder krebserregende polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe. Auch das Deutsche Krebsforschungszentrum zählt Feinstaub zu den wichtigen Krebsrisiken.
Nach Einschätzung von KIT-Forscher Stefan Altmann erhöht Feinstaub zudem die Sterblichkeit. Er verweist darauf, dass etwa ein Drittel der Erkrankungen an Asthma, Krebs und Covid-19 durch Feinstaub verursacht oder begünstigt werde. Das Umweltbundesamt betont außerdem, dass es laut Weltgesundheitsorganisation keine Konzentration von PM10 oder PM2,5 gibt, unterhalb derer gesundheitliche Schäden sicher ausgeschlossen werden können.
Welche Grenzwerte gelten
Die Vorgaben kommen aus dem Europarecht. Für PM10 gilt: Der Tagesmittelwert von 50 Mikrogramm pro Kubikmeter Luft darf an höchstens 35 Tagen pro Jahr überschritten werden. Für PM2,5 liegt der Jahresmittel-Grenzwert bei 25 Mikrogramm pro Kubikmeter.
Nach Angaben des Bundesumweltministeriums werden diese Werte in Deutschland eingehalten. Zugleich verweist das Umweltbundesamt darauf, dass die Feinstaubbelastung hierzulande seit Jahren deutlich abnimmt. Allerdings sind die Empfehlungen der WHO strenger. Diese werden nach Angaben von Altmann in Deutschland nicht erreicht.
Wie sich die persönliche Belastung messen lässt
Im Rahmen des Projekts entwickelten die Beteiligten einen App-Prototypen, mit dem sich unterwegs erstmals die individuelle Feinstaubaufnahme abschätzen ließ. Die Anwendung ruft alle zehn Sekunden den Standort sowie die lokale Feinstaubkonzentration ab – laut Forschenden über Google.
In Verbindung mit Geschwindigkeit und durchschnittlichem Atemvolumen berechnet sie daraus, wie viel Feinstaub eingeatmet wurde. Nach Angaben des KIT lässt sich daraus auch ein Gesundheitsrisiko ableiten.
Wo die Belastung höher oder niedriger ist
Nach Angaben des KIT spielt das Heizen von Gebäuden beim Feinstaub eine besonders große Rolle. Deshalb schwankt die Belastung oft weniger stark als bei verkehrsbedingten Schadstoffen. Im Straßenverkehr können sich die Werte in Innenstädten dagegen innerhalb kurzer Zeit deutlich verändern. Außerdem kommen dort weitere Schadstoffe wie Stickoxide hinzu.
Wer seine Belastung senken will, sollte deshalb stark befahrene Straßen, Häuserschluchten und den Berufsverkehr möglichst meiden.
In ländlicheren Gegenden sind die Feinstaubwerte meist geringer. Simulationen mit Daten von Leihrädern zeigten, dass Menschen selbst auf kurzen Strecken in einer Großstadt wie München mehr Feinstaub einatmen können als auf doppelt so langen Fahrten im deutlich kleineren Rastatt.
Zu Fuß oder mit dem Rad: Was ist günstiger?
Ob man läuft oder Rad fährt, macht einen Unterschied. Bei körperlicher Aktivität steigt das Atemvolumen deutlich an. Zu Fuß ist man jedoch langsamer unterwegs als mit dem Fahrrad, was die Aufenthaltsdauer in belasteter Luft verlängert.
Eine Beispielrechnung des Forschungsteams verdeutlicht das: Für eine zwei Kilometer lange Strecke in der Stadt bei einer durchschnittlichen Feinstaubkonzentration von 10 Mikrogramm pro Kubikmeter ergibt sich beim Gehen mit 4 km/h eine Dauer von rund 30 Minuten. Bei einem Atemvolumen von 25 Litern pro Minute würden dabei etwa 7,5 Mikrogramm Feinstaub eingeatmet.
Mit dem Fahrrad bei 15 km/h steigt das Atemvolumen zwar auf etwa 35 Liter pro Minute, die Strecke dauert aber nur rund 8 Minuten. Dadurch läge die aufgenommene Menge bei etwa 2,8 Mikrogramm.
Die Forschenden betonen jedoch, dass solche Werte nur Richtgrößen sind. Wie viel Luft ein Mensch tatsächlich einatmet, hängt unter anderem von Gewicht, Geschlecht und Fitness ab.
Welchen Einfluss das Wetter hat
Besonders bei Temperaturen zwischen minus 5 und plus 10 Grad stellten die Forschenden erhöhte Feinstaubwerte fest. Ein wesentlicher Grund dürfte verstärktes Heizen sein. Aus anderen Untersuchungen ist zudem bekannt, dass vor allem anhaltender Regen die Feinstaubbelastung spürbar senken kann.
Erhöhte Konzentrationen können laut Umweltbundesamt auch auftreten, wenn Partikel etwa aus der Sahara oder von Waldbränden nach Deutschland transportiert werden. Ebenso können winterliche Inversionswetterlagen dazu führen, dass sich Feinstaub in bodennahen Luftschichten anreichert.
Wo aktuelle Werte zu finden sind
In Deutschland wird die Feinstaubkonzentration laut Umweltbundesamt an rund 450 Messstationen erfasst. Die Daten sind unter anderem bei den zuständigen Landesbehörden abrufbar. Zudem stellt das Umweltbundesamt die App „Luftqualität“ mit aktuellen Tageswerten und Warnhinweisen bereit.
Aus dem Karlsruher Forschungsprojekt ist bislang jedoch noch keine allgemein verfügbare App entstanden.
Wie der Körper mit eingeatmetem Feinstaub umgeht
Feinstaub kann nur teilweise wieder aus dem Körper entfernt werden. Ein Teil lässt sich abhusten, doch besonders kleine Partikel dringen tief in die Lunge ein und bleiben dort länger. Nach Angaben von KIT-Forscher Altmann ist der Körper immerhin in gewissem Umfang in der Lage, solche Partikel wieder abzubauen.
Quelle: dpa/bearbeitet durch Julian Weber
