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Luft - wir brauchen sie zum atmen
 
 

Inhalt:

Natürliche und anthropogene Luftinhaltstoffe Luftschadstoffe, Luftverschmutzung Maßnahmen zur Luftreinhaltung Grenzwerte Aktuelle Aufgaben

Natürliche und anthropogene Luftinhaltstoffe

Die Luft, die uns umgibt und die wir tagtäglich atmen, ist keineswegs ein unerschöpfliches Gut, auf dass wir unbegrenzten Zugriff hätten und dass wir beliebig verunreinigen dürften. Jeder, der einmal echte Smogepisoden erlebt hat, weiss was es bedeutet, wenn "gute" Luft nicht im gewünschten Umfang zur Verfügung steht. Doch was ist eigentlich "gute" bzw. "reine" Luft ?

Diese Frage ist gar nicht so leicht zu beantworten, wie es auf den ersten Blick scheint. Luft besteht nicht nur aus den beiden Hauptkomponenten Stickstoff und Sauerstoff, sondern enthält daneben eine ganze Reihe weiterer Komponenten unterschiedlicher Art und Herkunft. Sieht man einmal von Luftinhaltsstoffen anthropogener Herkunft ab, also von solchen Stoffen, die auf die Aktivität des Menschen zurückgehen, so werden auch durch zahlreiche natürlich ablaufende Prozesse Substanzen in die Luft abgegeben. Bedeutende natürliche Stoffeinträge in die Luft sind beispielsweise Vulkanausbrüche (Schwefeldioxid, Staub), Vegetationsbrände, aus radioaktiven Gesteinen freigesetzte Gase (Radon) sowie eine Vielzahl von anorganischen (Lachgas, Methan, etc.) und organisch-chemischen Stoffen (Duftstoffe, Lockstoffe, Terpene, etc.), die aus Pflanzen abgesondert werden. Hinzu kommen Substanzen, die durch photochemische Prozesse oder sonstige Kräfte (z.B. Gewitter) in der Atmosphäre gebildet werden. Typische Beispiele hierfür sind der Aufbau des stratosphärischen Ozons sowie  die Bildung von Stickoxiden in der Troposphäre durch Blitze. Letztere werden dann in der Atmosphäre weiter zu Nitraten oxidiert und gelangen durch nasse Deposition zur Erdoberfläche, wo sie eine zentrale Funktion als natürlicher Dünger übernehmen.

Die folgende Tabelle zeigt die Zusammensetzung von trockener Luft, wie sie in extremen Reinluftgebieten der Erde vor Jahrzehnten gefunden worden ist. Diese Zusammensetzung dürfte jedoch sowohl regional etwas unterschiedlich sein als auch erdgeschichtlich gewissen Fluktuationen unterliegen (z.B. der Kohlendioxidgehalt). Die Auflistung ist daher sicher unvollständig, zeigt aber, wie komplex bereits vermeintlich "reine" Luft zusammengesetzt ist.

Luftschadstoffe, Luftverschmutzung

Besonders in industriell genutzten Gebieten ist die Zusammensetzung der Luft heute auch stark durch Aktivitäten des Menschen mitbeinflusst. Massive Emissionen von Stoffen unterschiedlicher Art aus Industrieabgasen, privaten Haushalten unterschiedlichen Entwicklungsstandes und Verkehr haben in mehreren Teilen der Welt zu einer deutlichen bis teilweise katastrophalen Verschmutzung der Luft mit merklichen Auswirkungen sowohl auf die menschliche Gesundheit als auch auf das Ökosystem geführt. Begriffe wie "Luftverschmutzung" oder "Luftschadstoffe" prägen daher seit langer Zeit die wissenschaftliche Fachliteratur sowie die Berichterstattung in den Medien. In jüngster Zeit sind darüber hinaus auch verstärkt luftgetragene Stoffe ins Blickfeld der Öffentlichkeit geraten, die zu globalen Veränderungen der Erdatmosphäre (Global Change) führen. Dieses betrifft vor allem den Abbau des stratosphärischen Ozons (Ozonloch) sowie die globale Erderwärmung (Treibhauseffekt). Hier spielen neben dem bekannten Kohlendioxid übrigens auch Substanzen eine Rolle, die vor allem durch landwirtschaftliche Aktivitäten (z.B. Reisanbau) freigesetzt werden. Diese Tatsache ist weit weniger bekannt.

Der Begriff "Luftschadstoff" ist relativ ungenau spezifiziert, unterstellt er doch von vorne herein das Eintreten schädigender, also adverser Wirkungen bei Mensch oder Umwelt, ohne dass hierfür jedoch irgendwelche genaueren Kriterien festgelegt worden wären. Im Bundesimmissionsschutzgesetz sowie in der Technischen Anleitung zur Reinhaltung der Luft wird deshalb überwiegend der Begriff "luftverunreinigender Stoff" bzw. "luftfremder Stoff" verwendet. Hierunter versteht man ganz allgemein einen Stoff, der die natürliche Zusammensetzung der Luft verändert. Folgt man darüber hinaus der Terminologie, die sich aus der Gefahrstoffverordnung ergibt, so müsste man eigentlich immer dann, wenn von Luftinhaltsstoffen irgendeine adverse Wirkung ausgeht, diese als Gefahrstoffe bezeichnen. Dennoch hat sich der Begriff "Luftschadstoff" als eine allgemeine Bezeichnung für einen luftgetragenen Stoff, von dem unerwünschte Wirkungen ausgehen, in der Öffentlichkeit weitgehend durchgesetzt. In den folgenden Unterkapiteln wird auf die bedeutendsten Luftschadstoffe kurz eingegangen:
 

a) Anorganische Luftschadstoffe:

Von den anorganischen Luftschadstoffen stehen besonders SO₂, NO_X, sowie seit einiger Zeit auch O₃ im Mittelpunkt des Interesses. Schwefeldioxid sowie die Stickoxide gehören zu den am häufigsten untersuchten luftgetragenen chemischen Stoffen überhaupt. Ihre Konzentration steht in engem Zusammenhang mit anthropogenen Aktivitäten und ist bzw. war parallel zur fortschreitenden Industrialisierung sehr stark angestiegen. Die stärksten Emissionen von SO₂ und NO_X resultieren aus der Verfeuerung fossiler Brennstoffe in Kraftwerken, Industrie und Haushalten. Vor allem Kohle kann je nach Art bis zu einigen Prozent an Schwefel enthalten. Bei den Stickoxiden handelt es sich immer um ein Gleichgewicht zwischen der Bildung von NO₂ und NO, weshalb oftmals lediglich die Summe hiervon als NO_X angegeben wird. Heute entstammen die größten Stickoxidmengen überwiegend aus verkehrsbedingten Abgasen. Aufgrund von Konversionsprozessen in der Atmosphäre formen atmosphärische Schwefel- und Stickoxide mit der Luftfeuchtigkeit häufig auch Aerosole, die dann als "saurer Regen" oder "saurer Nebel" durch Sedimentation den Boden erreichen. Bodennahes Ozon ist seit einigen Jahren stärker in das öffentliche Interesse gerückt. Es wird unter Einwirkung von Lichtquanten (also überwiegend an heißen Sommertagen) aus organisch-chemischen Vorläufersubstanzen (VOC) unter katalytischer Mitwirkung von Stickoxiden gebildet und zerfällt aufgrund seiner Reaktivität relativ schnell wieder. Die täglichen Expositionsspitzen sind daher in den frühen Nachmittagsstunden anzutreffen.

Die direkten und indirekten Wirkungen von SO₂, NO_X und O₃ auf Mensch, Tier sowie auf Pflanzen und Böden sind in den vergangenen Jahren Gegenstand zahlreicher toxikologischer, umweltchemischer und experimentell-medizinischer Studien gewesen. Die genannten Stoffe gehören aufgrund ihrer Reaktivität zu den so genannten Reizgasen. Bei der Hydrolyse von SO₂ und NO_X (z.B. an der Mucosa, in der Lunge oder auf den Pflanzen) entstehen Lösungen mit teilweise sehr niedrigen pH-Werten, die zu direkten Schädigungen führen können. Daneben wurden zahlreiche mittelbare und unmittelbare ökotoxikologische Wirkungen (Waldsterben, etc.) beschrieben, die letztlich auf der Versauerung der Böden oder ganzer Gewässersysteme beruhen. Aufgrund seines extrem hohen Oxidationsvermögens ist Ozon in der Lage, Zellgewebe binnen Sekunden zu schädigen bzw. zu zerstören. Im Fall des Ozons überwiegen eindeutig die akuten Effekte.

Die Konzentrationen an SO₂, NO_X und O₃ in der Luft können schnell und kostengünstig mit direktanzeigenden Geräten gemessen werden, weshalb in Deutschland und vielen anderen Teilen der Welt seit vielen Jahrzehnten flächendeckende Messnetze aufgebaut worden sind. Aktuelle Konzentrationswerte der genannten Stoffe sind häufig Gegenstand von Meldungen in Rundfunk und Fernsehen und sind auch über diverse andere Medien (Videotext, Internet) online abrufbar.
 

b) Flüchtige organisch-chemische Stoffe (VOC):

Weit weniger Beachtung als die "klassischen" anorganischen Luftschadstoffe finden häufig organisch-chemische Stoffe. Ein Grund hierfür besteht vermutlich darin, dass es sich bei organischen Stoffen nicht um eine überschaubare Zahl von 3-4 Stoffen, sondern um viele Tausend Einzelsubstanzen handelt, die alle individuelle Substanzeigenschaften besitzen und die somit auch potentiell anders wirken können. Eine bedeutende Substanzklasse hiervon ist die Gruppe der flüchtigen organischen Stoffe (VOC). In Deutschland resultiert etwa die Häfte aller luftgetragenen VOC aus verkehrsbedingten Emissionen. Vor allem die aromatischen Kohlenwasserstoffe (Benzol, Toluol, Xylole, etc.) sind deshalb heute in der Luft praktisch ubiquitär enthalten, wobei deutliche Spitzen in stark verkehrsbelasteten Gebieten auftreten. Ein Verhältnis von Benzol zu Toluol zu m-Xylol von 1:3:2 in der Luft gilt als sicherer Marker für Emissionen aus solchen Quellen. Ein weiterer Teil der VOC-Emissionen beruht auf der breiten Verwendung von Lösemitteln unterschiedlicher Art und Herkunft. Technische Lösemittel enthalten in der Regel eine breite Mischung bestimmter Substanzgruppen. Neben aromatischen Kohlenwasserstoffen sind dieses besonders häufig Aliphaten sowie polare Substanzen, wie Aldehyde, Ketone oder Ester. Solche und andere teiloxidierte chemische Stoffe können allerdings ebenfalls bei Verbrennungsprozessen freigesetzt werden. Etwa 5 % der VOC-Emissionen in Deutschland stammt aus Kraftwerken und der Industrie. Flüchtige organische Stoffe werden aber auch durch natürliche Prozesse in die Umwelt eingetragen. Zu den natürlichen Quellen zählen neben mikrobiell gebildeten Stoffen (MVOC) insbesondere die Wälder, die mit der Freisetzung von Terpenen und Isopren bis zu 10 % der gesamten Emission von Kohlenwasserstoffen ausmachen können.

Aus zahlreichen toxikologischen und arbeitsmedizinischen Studien ist die Wirkung einer Vielzahl von flüchtigen organischen Stoffen bei Konzentrationen bekannt, wie sie an Arbeitsplätzen anzutreffen sind. Der Großteil dieser Stoffe wirkt unter solchen Bedingungen als Irritantien, etliche (vor allem halogenierte Kohlenwasserstoffe) sind hepatotoxisch und/oder schädigen in entsprechenden Konzentrationsbereichen das Zentrale Nervensystem (Neurotoxizität). Vor allem von einigen unsubstituierten aromatischen Kohlenwasserstoffen (Benzol, einige PAH) ist bekannt, dass sie beim Menschen Krebs auslösen können. Die kanzerogene Wirkung beruht dabei im Fall von Benzol auf der enzymatischen Bildung eines intermediären Epoxides am Benzolring bei der Metabolisierung, was aus chemischen Gründen bei substituierten Aromaten (z.B. Toluol, Xylol) so nicht erfolgen kann. Eine kanzerogene Wirkung dieser Substanzen ist daher nahezu ausgeschlossen. Es muss aber auch betont werden, dass bis heute die Wirkung der unterschiedlichen Stoffe in umweltrelevanten Konzentrationsbereichen nur sehr lückenhaft bekannt ist. Daten aus toxikologisch-arbeitsmedizinischen Untersuchungen sind eben nicht beliebig nach unten extrapolierbar. Gegen Ende der 80ger Jahre wurde eine Reihe von Expositionskammer-Studien zur Wirkung relativ geringer Konzentrationen eines Gemischs von 22 VOC-Einzelkomponenten ("M22") an humanen Probandenkollektiven durchgeführt. Solche Substanzen sind besonders häufig in Innenräumen moderner Wohnhäuser anzutreffen, werden aber auch in der Außenluft gefunden. Bei diesen Studien wurden schwache neurotoxische und andere Effekte bis hinunter zu VOC-Konzentrationen von etwa 300 µg/m³ gefunden, was gemäß der "konventionellen" toxikologischen Datenlage gar nicht zu erwarten gewesen wäre. Es ist aber auch zu bedenken, dass ein vollständiges Fehlen bestimmter Substanzen (z.B. Terpene) für die Luftqualität eher als unangenehm empfunden wird.
 

c) Persistente organische Luftschadstoffe (POP):

Unter dem angelsächsischen Begriff "Persistent Organic Pollutants" (POP) werden solche chemischen Stoffe zusammengefasst, die aufgrund ihrer physikalisch-chemischen Eigenschaften in der Umwelt über eine sehr lange Verweilzeit verfügen und innerhalb der Nahrungskette bioakkumulieren. Die Persistenz dieser Verbindungen beruht vor allem darauf, dass solche Stoffe in der Regel weder biotisch noch abiotisch in nennenswerten Mengen abgebaut werden können. Häufig handelt es sich um lipophile Verbindungen, so dass sie sich in der Nahrungskette im tierischen und  menschlichen Fettgewebe anreichern. Persistente organische Schadstoffe stellen daher potentiell ein hohes Risiko für die Auslösung adverser Effekte sowohl im Hinblick auf die menschliche Gesundheit als auch bezogen auf die unterschiedlichen Ökosysteme dar.

Die genaue Abgrenzung des Begriffs POP ist nicht wissenschaftlich einheitlich. Derzeit werden von unterschiedlichen Organisationen Vorschläge für präsisere Kriterien zur Klassifizierung dieser Stoffgruppe erarbeitet. In der Regel werden unter persistenten organischen Schadstoffen aber vor allem jene meist chlororganischen Verbindungen verstanden, die in den vergangenen  Jahrzehnten große technische Verwendung als Pestizide, Synthesegrundstoffe, Isoliermittel o.ä. gefunden hatten bzw. bei technischen Prozessen (z.B. bei der Müllverbrennung) unerwünscht gebildet werden und bei denen seit Jahren explizit die Induktion gesundheitlicher Beeinträchtigungen oder Schädigungen  beim Menschen aufgrund toxikologischer Daten nachgewiesen ist. Typische Beispiele sind polychlorierte Dibenzodioxine und -furane (PCDDs / PCDFs), polychlorierte Biphenyle (PCBs), Hexachlorcyclohexan (HCH) sowie DDT und andere Pestizide. Von einigen Autoren wird im Hinblick auf die ebenfalls hohe Persistenz dieser Substanzen in der Umwelt auch die Stoffgruppe der polyzyklischen aromatischen Kohlenwasserstoffe (PAH) mit dazugezählt. Bei vielen der genannten Substanzen sind beim Menschen schwerwiegende gesundheitliche Schäden nach entsprechender Exposition bekannt geworden. Die beobachteten Effekte betrafen vor allem die Haut (Chlorakne), die Leber, das zentrale und periphere Nervensystem sowie das Immunsystem. Aus tierexperimentellen Daten ergeben sich darüber hinaus häufig klare Hinweise auf fetotoxische und teratogene Wirkungen. Viele dieser Substanzen werden überwiegend über den Luftweg transportiert.

Im Rahmen des United Nations Environment Programme (UNEP) werden auf internationaler Ebene derzeit große Anstrengungen unternommen, durch rechtsverbindliche Zusagen die Freisetzung von persistenten organischen Schadstoffen zu reduzieren bzw. ganz zu eliminieren. In einer Serie von regionalen Konferenzen wird zusätzlich besonders in den Entwicklungsländern versucht, das Problembewusstsein zu verstärken und dabei auch auf Alternativen zu den genannten Substanzen hingewiesen. Substanzen wie DDT werden dort aus der Not heraus nach wie vor in großen Mengen eingesetzt.
 

d) Partikuläre Stoffe:

Partikuläre Stoffe unterschiedlicher Art spielen bei verschiedenen natürlich ablaufenden Prozessen in der Atmosphäre eine bedeutende Rolle. In industriell genutzten Gebieten ist der Hauptanteil der partikulären Luftschadstoffe jedoch anthropogenen Ursprungs. Entsprechende Aerosolteilchen werden in großer Menge bei der Verbrennung fossiler Brennstoffe in Industrie, Haushalt und Verkehr emittiert. Die genaue Partikelstruktur sowie die chemische Zusammensetzung ist individuell verschieden und häufig sehr komplex. Dieselruß ist beispielsweise gekennzeichnet durch das Vorliegen einer hohen Anzahlkonzentration sehr feiner Partikel, die, wie auch Ruße aus anderen Feuerungsanlagen, über einen hohen Anteil anhaftender chemischer Stoffe verfügen. Die Partikelgröße der eigentlichen Primärteilchen liegt bei Dieselruß jedoch im Bereich von lediglich 3-10 nm, wobei sich durch Agglomeratbildung rasch größere Einheiten von etwa 100-500 nm Größe formieren. Nähere Informationen zum Thema partikuläre Luftinhaltstoffe finden Sie aufgrund der Komplexität und der Aktualität auf einer gesonderten Seite.

Die Wirkung partikulärer Luftinhaltsstoffe ist gegenwärtig Gegenstand zahlreicher wissenschaftlicher Untersuchungen. Es gibt Hinweise, dass speziell Dieselruß neben der nachgewiesenen kanzerogenen Wirkung auch für andere Effekte verantwortlich ist. So könnten Dieselruß und auch andere ähnliche Teilchensysteme beispielsweise adjuvante Wirkungen im Zusammenhang mit allergischen Erkrankungen haben und so für das verstärkte Auftreten von Allergien mitverantwortlich sein. Hier ist in naher Zukunft mit neuen Forschungsergebnissen zu rechnen. Ein Problem bisheriger Studien ist, dass die Matrix Aerosolpartikel sehr komplex ist. Wichtige und möglicherweise wirkungsrelevante Partikeleigenschaften, wie z.B. die in der Realität immer wieder anzutreffende Beladung der Aerosolpartikel mit einer Vielzahl von organisch-chemischen Substanzen, sind durch Summen-Messwerte wie "Schwebstaub", PM10 oder PM2,5 kaum wissenschaftlich korrekt zu erfassen. Detailiertere Parameter sind jedoch aus Kostengründen bis heute praktisch in keine epidemiologische Studie eingeflossen.
 

Maßnahmen zur Luftreinhaltung

In Deutschland wie auch in zahlreichen anderen Ländern der Welt sind in den vergangenen zwei Jahrzehnten erhebliche Anstrengungen unternommen worden, um die Freisetzung unerwünschter Stoffe in die Luft drastisch zu verringern. Hierzu zählen vor allem technische Maßnahmen zur Entschwefelung und Entstickung von Kraftwerken und industriellen Feuerungsanlagen einschließlich des verbindlichen Einbaus von Schwebstaubfiltern, die Einführung des geregelten Dreiwege-Katalysators in Kraftfahrzeugen sowie jüngst Maßnahmen zur Minderung der Verdunstung von Ottokrafstoffen beim Betanken der Fahrzeuge an Tankstellen.

Diese Maßnahmen zur Reinhaltung der Luft haben ihre Wirkung nicht verfehlt. Die Luft in Deutschland ist in den letzten Jahren spürbar sauberer geworden. Dieses wird eindeutig durch die zahlreichen Messungen der Konzentration einiger Luftinhaltsstoffe in den nationalen und internationalen Messnetzen belegt. Die Konzentration an Schwefeldioxid ist bei uns seit Jahren stark rückläufig. Auch die Emission von Dioxinen und Furanen aus Müllverbrennungsanlagen und Industriebetrieben ist um mehrere Größenordnungen zurückgeführt worden.

Dennoch sind durch die zahlreichen Luftreinhaltemaßnahmen noch lange nicht alle diesbezüglichen Probleme gelöst. Speziell durch die starke Zunahme des Straßen-, Schienen- und Luftverkehrs werden etliche emissionsmindernde Maßnahmen mengenmäßig wieder kompensiert. Auch wurde der Bereich der Hausfeuerungsanlagen bisher nicht angetastet, so dass speziell im Winter nach wie vor große Mengen an Ruß sowie auch an Verbrennungsendprodukten in die Luft abgegeben werden. Auch gibt es in den östlichen Nachbarländern noch immer erhebliche Luftverschmutzungen, die vor Ort zu großen Problemen führen und darüber hinaus durch den atmosphärischen Ferntransport auch Teile unseres Landes sowie die Atmosphäre insgesamt belasten.

In Kürze treten auf europäischer Ebene verschärfte Abgasvorschriften für Personenkraftwagen (Euro II- bzw. Euro III-Norm) in Kraft. Eine wirksame Unterbindung der Emission von Dieselrußpartikeln, speziell bei Lastkraftwagen, ist aber nach wie vor nicht verbindlich geregelt, obwohl hierfür längst wirksame Techniken zur Verfügung ständen.
 

Grenzwerte

a) Nationale deutsche Grenzwerte:

Bei der Betrachtung von Grenzwertregelungen für luftgetragene Stoffe ist grundsätzlich zu unterscheiden zwischen Emissions- und Immissionsgrenzwerten. Die Emissionsgrenzwerte regeln die maximal zulässigen Mengen an Stoffen, die jeweils in die Luft abgegeben werden dürfen. Immissionsgrenzwerte beschreiben die höchsten zugelassenen Konzentrationen an Schadstoffen in der Luft, die auf den Menschen oder auch auf das Ökosystem einwirken dürfen.

In Deutschland sind die jeweils gültigen Grenzwerte im Wesentlichen im Bundes-Immissionsschutzgesetz (BImSchG) mit den zugehörigen Bundes-Immissionsschutzverordnungen (BImSchV) festgelegt. Einige Grenzwerte findet man zusätzlich auch in der Technischen Anleitung zur Reinhaltung der Luft (TA-Luft). Seit einigen Jahren gibt es auch auf europäischer Ebene zahlreiche Grenzwertregelungen. Die Umsetzung in nationales Recht erfolgt dann meistens durch Erlass einer entprechenden neuen Immissionsschutzverordnung. In Tabelle 2 sind für die wichtigsten Substanzen die aktuell auf nationaler Ebene gültigen Immissionsgrenzwerte aufgeführt.

b) Luftgüteleitlinien der WHO:

Die mit der Verschmutzung der Luft einhergehenden möglichen Wirkungen auf Mensch und Umwelt sind letztlich ein weltweites Problem. Ist ist daher nicht verwunderlich, dass sich auch die Weltgesundheitsorganisation (WHO) damit befasst. Das WHO-Regionalbüro für Europa hat in den Jahren 1993-1996 die von der WHO herausgegebenen Luftgüteleitlinien (Air Quality Guidelines for Europe) überarbeitet und die neusten human- sowie ökotoxikologischen Erkenntnisse eingearbeitet. In Tabelle 3 sind die für den Außenluftbereich bestimmten Grenzwerte aufgelistet. Es muss an dieser Stelle betont werden, dass die Luftgüteleitlinien der WHO lediglich empfehlenden Charakter haben. In den neuen Leitlinien wurde für kanzerogene Substanzen erstmals auf die Aufstellung von Grenzwerten vollständig verzichtet und dafür jeweils das sich aus einer Exposition gegenüber diesen Stoffen ergebende zusätzliche Risiko angegeben, während der Lebensspanne eines Menschen an Krebs zu erkranken (Unit Risk). Auf die Methoden und grundsätzliche Problematik der Aufstellung von Grenzwerten wird an anderer Stelle genauer eingegangen.

Für partikuläre Stoffe wurde nach intensiver Diskussion entschieden, dass hierfür derzeit kein Grenzwert empfohlen werden kann, da die vorhandenen epidemiologischen Daten keinen sicheren Hinweis auf eine Wirkungsschwelle zulassen. Diese Sachlage ist insofern Besorgnis erregend, als die existierenden Daten darauf hinweisen, dass die Präsenz insbesondere von feinen Partikeln in der Luft bis hinunter zu umweltrelevanten Konzentrationen mit einer gesteigerten Mortalität korelliert. Diese Tatsache hat die U.S.-Environmental Protection Agency vor Kurzem dazu bewogen, intensive Untersuchungen zu diesem Thema zu beginnen.
 

c) Neue Grenzwerte der Europäischen Union:

Derzeit gibt es auf europäischer Ebene große Anstrengungen, harmonisierte Grenzwertregelungen innerhalb der Europäischen Union zu ereichen, wobei hiermit in den meisten Fällen gleichzeitig eine deutliche Verschärfung der momentan gültigen Grenzwerte für luftgetragene Stoffe verbunden ist. Von der Öffentlichkeit bisher wenig beachtet ist Ende1999 die aktuelle Luftqualitätsrichtlinie 1999/30/EG in Kraft getreten. Mit ihr werden in allen Mitgliedsstaaten neue Immissionsgrenzwerte für Schwefeldioxid, Stickoxide, Partikel und Blei verbindlich festgesetzt. Die neue Richtlinie muss bis Mitte 2001 in nationales Recht umgesetzt worden sein. Weitere ähnliche Richtlinien sind innerhalb der EU-Gremien in Vorbereitung. Die Luftqualitätsrichtlinie löst praktisch sämtliche bisherigen, für die genannten Einzelsubstanzen geltenden EU-Vorschriften ab. Ausgenommen sind nur diejenigen Sektoren, für die spezielle Regelungen gelten (z.B. Verkehr). Die Umsetzung in Deutschland erfordert insbesondere eine Änderung der 22. Verordnung zum Bundesimmissionsschutzgesetz (22. BImSchV), in der sich die bisher gültigen Immissionsgrenzwerte der EU wiederfinden.

Die in der Richtlinie beschriebenen neuen Schutzwerte sind im Vergleich zum geltenden Recht relativ anspruchsvoll. Konzeptionell findet man erstmals keine vollständig starren Grenzwerte, sondern ein differenzierteres Vorgehen. Zwar werden für die verschiedenen Stoffe zwingende Höchstwerte festgelegt, die zu bestimmten Zeitpunkten einzuhalten sind. Die Grenzwerte differenzieren aber zwischen verschiedenen Schutzgütern. Während das bisherige Immissionsschutzrecht praktisch nur Wirkungen am Menschen (Humantoxikologie) berücksichtigt hat, treten nun spezielle Werte zum Schutz des Ökosystems (Ökotoxikologie) hinzu. Die neuen Grenzwerte treten in den meisten Fällen erst in den Jahren 2005 bzw. 2010 in Kraft. Um dennoch jetzt bereits einen gewissen Fortschritt zu erzielen, wurde das Instrument der Toleranzmarge geschaffen. Hiernach dürfen im Zeitraum bis zum endgültigen Inkrafttreten des Grenzwertes ab Mitte 2001 diese nur um einen bestimmten Prozentsatz überschritten werden. Die Toleranzmarge verringert sich dann jährlich um einen festgesetzten Anteil, bis sie mit dem endgültigen Wert im jeweiligen Bezugsjahr übereinstimmt. Weitere ähnliche Richtlinien (z.B. für VOC) werden derzeit in den EU-Gremien vorbereitet.
 

Aktuelle Aufgaben

Wie bereits erwähnt, sind trotz der erfolgreich initiierten Luftreinhaltemaßnahmen der vergangenen zwei Jahrzehnte, die zu einer spürbaren Verbesserung der Luftqualität in Deutschland geführt haben, leider noch nicht alle Probleme gelöst. Auch sollte man nicht nur auf Deutschland und (West-)Europa schauen, denn in anderen Ländern ist der Verschmutzungsgrad der Luft weit höher als bei uns. In den kommenden Jahren dürften sich national und international vor allem folgende Aufgaben stellen:

• Lösung des Problems des bodennahen Ozons ("Sommersmog"),
• Verringerung der Emission feiner Partikel (vor allem Dieselruß),
• Weitere Rückführung verkehrsbedingter Emissionen,
• Verringerung der Emission von Treibhausgasen.

Aus medizinischer Sicht sollte vor allem die Verringerung der Emission feiner Partikel vorangetrieben werden. Dieses betrifft speziell Dieselruß. Es ist aus wissenschaftlicher Sicht völlig unverständlich, warum diese Problematik erst jetzt einer Lösung zugeführt wird. Bereits vor Jahren, als Dieselfahrzeuge seitens der Bundesregierung noch explizit gefördert wurden, lagen eine Fülle von Studien vor, die eindeutig eine kanzerogene Wirkung von Dieselrußpartikeln gezeigt haben. Diese Ergebnisse sind von der Öffentlichkeit aber nie ernsthaft zur Kenntnis genommen worden. Hier besteht ein dringender Handlungsbedarf. Besonders bei den immer zahlreicher werdenden Lastkraftwagen müssen umgedend diejenigen technischen Abgasreinigungsmaßnahmen (Rußfilter) obligatorisch werden, die längst Stand der Technik sind.

Die größte Herausforderung ergibt sich aus der Verringerung der Emission von Treibhausgasen. Die meisten Treibhausgase (z.B. Kohlendioxid oder Lachgas) sind keine Luftschadstoffe im klassischen Sinn, denn sie gehören zu den natürlichen Inhaltsstoffen der Luft und zeigen keinerlei direkte adverse Wirkungen. Die fortgesetzte Freisetzung dieser Substanzen im bisherigen Umfang führt nach nahezu allen Prognosen und Modellrechnungen sehr wahrscheinlich aber zu einem ernsthafen Wandel des globalen Klimas mit unabsehbaren Folgen für Millionen von Menschen. Das eigentliche Problem besteht darin, dass Kohlendioxid letztlich bei allen Verbrennungsprozessen freigesetzt wird, somit also nur ein Verzicht auf diese Art der Energiegewinnung einen spürbaren Effekt bringen würde. Dieses ist allerdings illusorisch, denn in fast allen Teilen der Welt stellen Verbrennungsprozesse die Hauptenenergiequelle dar. Theoretisch würde ein verstärkter Einstieg in die Kernenergie anstelle eines Ausstiegs einen gangbaren Weg darstellen. Dieses ist jedoch aus politischen Gründen nicht gewollt und wäre auch aufgrund der Entsorgungsproblematik nicht unbedingt sinnvoll. Man sieht an diesem Beispiel aber, dass die ökologischen Zusammenhänge in der Realität viel komplizierter sind als oftmals in den Medien dargestellt. Letzlich kann heute kein Mensch sagen, ob aus der Gefahr einer atomaren Verstrahlung oder aus den Folgen der Erderwärmung, beispielsweise dem Anstieg des Meeresspiegels oder der Zunahme von Starkwindereignissen für die Menschheit ein größerer Schaden erwächst. Sicherlich sollten alle sinnvollen Maßnahmen zur Energieeinsparung sowie zur Nutzung erneuerbarer Energien konsequenter als bisher ergriffen werden. Doch es ist unrealistisch, anzunehmen, dass solche Maßnahmen allein das Problem der globalen Erderwärmung lösen könnten. In den USA beträgt der Energieverbrauch pro Kopf noch immer ein Vielfaches von dem in Europa und es gibt keine ersthaften Ansätze, dieses zu ändern. In den Entwicklungsländern besteht zur Verbrennung von Holz oder Erdöl auf mittlere Sicht keine erreichbare Alternative. Die Zunahme der Erdbevölkerung sowie die weitere Industrialisierung der Schwellenländer wird dieses Problem noch weiter verschärfen. Auf diesem Gebiet muss daher dringend über ernsthafte Lösungsmöglichkeiten nachgedacht werden.
 

Literatur

• Gesetz zum Schutz vor schädlichen Umwelteinwirkungen durch Luftverunreinigungen, Geräusche, Erschütterungen und ähnliche Vorgänge (Bundes-Immissionsschutzgesetz) vom 15. März 1974 in der Fassung der Bekanntmachung vom 14. Mai 1990. BGBl. I S. 880, 1193; ...; 1997 S. 808; 1998 S. 510, S. 3178.
• Zweiundzwanzigste Verordnung zur Durchführung des Bundes-Immissionsschutzgesetzes (Verordnung über Immissionswerte - 22. BImSchV) vom 26. Oktober 1993. BGBl. I S. 1819; 1994 S. 1095, BGBl. III 2129-8-22.
• Erste Allgemeine Verwaltungsvorschrift zum Bundes-Immissionsschutzgesetz (Technische Anleitung zur Reinhaltung der Luft - TA Luft) vom 27. Februar 1986. GMBl. S. 95, ber. S. 202.
• Luftqualitätsrichtlinie 1999/30/EG der Europäischen Union.
• Air Quality Guidelines for Europe. WHO-Regional Office for Europe, Kopenhagen (1996).

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