In Verbrennungsmotoren entsteht eine ganze Palette gasförmiger und fester Schadstoffe. Besonders im Fokus stehen Stickoxide und Feinstaub.
Stuttgart - Die Abgase von Benzin- und Dieselmotoren enthalten neben Stickstoff und Wasserdampf Kohlendioxid (CO 2 ) und diverse Schadstoffe. CO2 ist in den auftretenden Konzentrationen nicht gesundheitsschädlich, ist aber hauptverantwortlich für die Erderwärmung. Diesel emittieren bei gleicher Leistung weniger CO 2 als Benziner. Gefährlich für Mensch und Tier sind das Atemgift Kohlenmonoxid (CO) und diverse Kohlenwasserstoffe (HC), die unter anderem Krebs auslösen können und die Ozonbelastung erhöhen. CO und HC lassen sich durch Katalysatoren leicht in unschädliche Stoffe umwandeln.
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Deutlich größere Probleme bereiten die Stickoxide (NOx), deren wichtigster Vertreter das Stickstoffdioxid (NO2) ist. Insbesondere bei Dieselmotoren ist zur Verringerung der NOx-Emissionen ein hoher Aufwand vonnöten – den die Autobauer lange scheuten. Ein weiterer wichtiger Schadstoff ist der Feinstaub, der bei Dieselmotoren dank der Einführung von Partikelfiltern aber kaum noch anfällt. Moderne Benziner mit Direkteinspritzung emittieren dagegen oft bedenklich viele ultrafeine Partikel. Deshalb werden immer mehr neue Benziner mit einem Partikelfilter ausgerüstet.
Reifen und Bremsen produzieren mehr Feinstaub als Motoren
Die wichtigste Feinstaubquelle sind heute nicht mehr die Automotoren. Diese tragen etwa am Stuttgarter Neckartor nur mit rund sieben Prozent zur gesamten Belastung mit Feinstaub der Partikelgröße PM 10 bei. Deutlich größere Anteile haben mit knapp 40 Prozent der Reifen- und Bremsenabrieb sowie der Staub, den der Verkehr aufwirbelt – und zwar unabhängig davon, ob ein Auto von einem Verbrennungs- oder Elektromotor angetrieben wird.
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Bei den Stickoxiden sind dagegen die Abgase von Dieselmotoren die mit Abstand wichtigste Quelle. Allein auf Diesel-Pkw entfallen laut Umweltbundesamt knapp drei Viertel der verkehrsbedingten Stickoxidbelastung in Deutschland. Zusammen mit Wasser entsteht aus NO2 Salpetersäure. Das erklärt, warum das Gas im feuchten Milieu der Schleimhäute in den Atemwegen zu Reizungen und entzündlichen Prozessen führen kann. Beobachtet wurde auch eine Zunahme der Asthmafälle – vor allem bei empfindlichen Personengruppen wie Kindern oder Senioren. In höheren Dosierungen ist NO2 auch akut giftig. Die Europäische Umweltagentur schätzt die Zahl vorzeitiger Todesfälle durch Stickoxide in Deutschland auf jährlich 10 400.
Pro 1000 Einwohner gehen zehn Lebensjahre verloren
Hohe Feinstaubkonzentrationen schädigen ebenfalls Lungen und Atemwege und begünstigen – vor allem bei den kleineren Partikelgrößen – Herz- und Kreislauferkrankungen. Insgesamt schreiben Epidemiologen dem Feinstaub eine deutlich größere Schadwirkung als den Stickoxiden zu. So wird die Zahl vorzeitiger Todesfälle in Deutschland in einer Studie des Umweltbundesamtes aus dem Jahr 2013 mit 47 000 beziffert. Pro 1000 Einwohner ist demnach mit einem Verlust von zehn Lebensjahren durch Feinstaub zu rechnen. Im Durchschnitt entspricht das rund 3,6 Tagen pro Person. Wer von einer feinstaubbedingten Erkrankung betroffen ist, kann aber deutlich mehr Lebenszeit einbüßen.
Die Schätzungen zur Zahl der vorzeitigen Todesfälle durch Stickoxide oder Feinstaub beruhen auf epidemiologischen Studien. Dabei wird die Häufigkeit bestimmter Erkrankungen und Todesursachen in unterschiedlich belasteten Personengruppen verglichen – also etwa das Auftreten von Atemwegserkrankungen bei Anwohnern stark befahrender Straßen auf der einen Seite und bei Landbewohnern auf der anderen. Auch die Stickoxidgrenzwerte der Weltgesundheitsorganisation beruhen auf epidemiologischen Studien. Eine andere Möglichkeit zur Ableitung von Grenzwerten sind toxikologische Studien, bei denen Versuchstiere oder auch -personen mit definierten Schadstoffkonzentrationen in Kontakt kommen. Dass die Stickoxidgrenzwerte für Außenluft viel strenger sind als jene für Arbeitsplätze, liegt auch daran, dass sie ein viel größeres Spektrum von Personen schützen sollen – also auch Kinder, Schwangere, ältere und kranke Menschen.
Schadstoffe und Grenzwerte
Feinstaub Ein Teil des Feinstaubs stammt aus natürlichen Quellen. Dazu gehören etwa Blütenpollen oder Gesteinspartikel, die durch Erosion freigesetzt werden. Der meiste Feinstaub kommt aber aus Industrieanlagen, dem Straßenverkehr sowie aus Heizungen und Öfen. Man unterscheidet Feinstaub mit Partikelgrößen von 10 Mikrometern (PM10) und 2,5 Mikrometern (PM2,5) sowie ultrafeine Partikel (kleiner als 0,1 Mikrometer). In den letzten 20 Jahren ist die Feinstaubbelastung hierzulande deutlich gesunken. Trotzdem wird der Grenzwert von 40 Mikrogramm pro Kubikmeter im Jahresmittel an vielen Stellen überschritten.
Stickoxide Stickstoff ist der Hauptbestandteil der Luft. Deshalb entstehen bei Verbrennungsprozessen in Industrieanlagen, Heizungen oder Motoren Stickoxide wie NO oder NO2. Insgesamt ist die Stickoxidbelastung in Deutschland in den letzten Jahren gesunken. In vielen Städten liegt sie aber weiter über den Grenzwerten. Die EU hat für Außenluft einen Grenzwert von 40 Mikrogramm NO2 pro Kubikmeter im Jahresmittel festgelegt. Diesel der aktuell strengsten Norm Euro 6d-Temp dürfen auf dem Prüfstand 80 Milligramm Stickoxide pro Kilometer emittieren. Auf der Straße darf der Ausstoß zunächst 2,1 mal so hoch sein.