Gesundheit

Feinstaub (PM) ist ein Sammelbegriff, der eine Vielzahl an Stoffen unterschiedlicher Teilchengrößen umfasst.

Größe und chemische Zusammensetzung bestimmen maßgeblich, wie gefährlich die Feinstaubpartikel für unsere Gesundheit sind. Partikel mit einem Durchmesser von über 10 µm werden größtenteils in den oberen Atemwegen durch Flimmerhärchen und die Schleimhaut im Nasen- Rachenraum abgefangen. Feinstaub kleiner als 10 µm wird als PM10 bezeichnet und dringt bis in die Bronchien und Lungenbläschen vor. Noch kleinere Partikel (Durchmesser kleiner 2,5 µm (PM2,5) dringen bis tief in unsere Membranen und Zellwände ein. Ultrafeine Partikel (kleiner 0,1µm, PM0,1) können sogar Zellwände durchdringen und erreichen die Blutbahn. So gelangen Partikel in den gesamten Körper - bis ins Gehirn.

Teilchen aus natürlichen Quellen (z.B. Salzkristalle, Staub) haben aufgrund ihrer chemischen Zusammensetzung eine geringe Auswirkung auf die menschliche Gesundheit. Partikel, die z.B. bei der unvollständigen Verbrennung fossiler Energieträger (etwa Kraftstoff für Dieselmotoren) entstehen, enthalten und transportieren an ihrer Oberfläche hochtoxische Stoffe und schaden damit der menschlichen Gesundheit.

Je kleiner und toxischer die Partikel sind, umso gefährlicher sind sie für den Menschen. Ruß ist eines dieser besonders gefährlichen Teilchen.

Als Ruß bezeichnet man besonders kleine Teilchen (PM0,1 und kleiner), die vor allem durch die unvollständige Verbrennung von Kohlenstoffen, wie bei Dieselmotoren und Heizanlagen entstehen. In Mitteleuropa stammt ein wesentlicher Anteil der Rußpartikel aus den Emissionen von Dieselmotoren ohne Partikelfilter. Trotz seiner unumstrittenen Bedeutung für die Gesundheit gibt es bisher keine offiziellen Messvorschriften oder Konzentrationsgrenzwerte für Ruß.

Die Weltgesundheitsorganisation (WHO) bestätigte im Jahr 2012 die krebserregende Wirkung von Dieselabgasen. Hierbei spielen Rußpartikel eine wichtige Rolle als Träger, an die sich krebserregende Substanzen anheften. Je kleiner die Rußpartikel sind, desto tiefer können sie in die menschliche Lunge eindringen und sogar ins Blut gelangen. Für Rußpartikel wurden auch chronische Entzündungen nachgewiesen, die zu einem erhöhten Risiko für Atemwegs- und Herzkreislauferkrankungen führen.

Ruß hat aber auch Auswirkungen auf das Klima: Der Wind trägt die schwarzen Partikel auf Eis- und Schneeflächen, wo sie sich ablagern. Weil die schwarzen Teilchen in der Atmosphäre und auf dem Eis die Sonnenstrahlung verstärkt absorbieren, heizen sich die Erd- und Luftmassen auf. In der Arktis ist Ruß für 50 Prozent des Temperaturanstiegs verantwortlich und dort damit so relevant für den Klimawandel wie CO2. 

Stickstoffdioxid (NO2) ist ein ätzendes Reizgas mit direkten negativen Folgen für die menschliche Gesundheit. Stickstoffoxide entstehen als Nebenprodukt bei Verbrennungsprozessen vor allem in Kfz-Motoren und Heizungen. Dabei werden Stickstoffoxide überwiegend als Stickstoffmonoxid (NO) emittiert. In der Atmosphäre oxidieren sie zu Stickstoffdioxid (NO2). Dieses greift die menschlichen Schleimhäute an und führt so zu Entzündungsreaktionen in den Atemwegen, eine Verengung der Bronchien sowie einer verringerten Reaktion des Immunsystems und verschlimmert dadurch Atemwegserkrankungen, wie chronische Bronchitis und Asthma. Eine höhere NO2-Konzentration erhöht außerdem das Risiko, an Herz-Kreislauf-Krankheiten zu erkranken.

Da NO2 an der Bildung von bodennahem Ozon beteiligt ist, wirkt sich die NOx-Emission auch indirekt auf das Klima aus. Nach Feinstaub wird Stickstoffdioxid die zweithöchste Krankheitslast* in Deutschland sowie Europa zugeschrieben.. Das zeigt den großen negativen Einfluss von NO2 auf den Gesundheitszustand der deutschen und europäischen Bevölkerung. Sowohl Kurzzeit- als auch Langzeiteffekte spielen hierbei eine Rolle .

*Krankheitslast ist ein Indikator, um umfassend und standardisiert die Gesundheit von Bevölkerungsgruppen zu bewerten. Hierbei werden verlorene Lebenszeit sowie gesundheitliche Einschränkungen berücksichtigt.

Luftverschmutzung beeinträchtigt das Lungenwachstum bei Kindern und kann das maximal erreichbare Lungenvolumen verringern und damit potentiell lebenslange Auswirkungen haben. Höhere Luftschadstoffbelastung erhöht die Zahl von infektiösen Erkrankungen der Atemwege, wie etwa Bronchitis.

Schadstoffbelastete Luft ist insbesondere für Menschen gefährlich, die bereits an einer Vorerkrankung der Lunge leiden. In Deutschland sind ca. 4,3 Millionen Erwachsene von Asthma betroffen. Weitere 4 Millionen Erwachsene leiden unter chronisch obstruktiver Lungenerkrankung (COPD). Dazu kommen circa 850.000 Kinder, die in Deutschland an Asthma leiden. Die Verschlechterung des Gesundheitszustands bei Menschen mit Asthma und COPD durch Luftverschmutzung ist wissenschaftlich nachgewiesen . Durch langfristige Schadstoffeinwirkung verschlechtert sich die bereits beeinträchtigte Lungenfunktion von COPD-Patienten dauerhaft, während Asthmaanfälle durch Episoden mit hoher Schadstoffbelastung ausgelöst oder verstärkt werden.

Doch nicht nur Menschen, die an Hauptverkehrsstraßen wohnen oder arbeiten, sind betroffen. Schon eine kurzzeitige Belastung mit Luftschadstoffen führt zu einer messbaren Verschlechterung der Lungenfunktion. Zum Beispiel verringert sich die Lungenfunktion um bis zu 6,5 Prozent, wenn man sich 2 Stunden statt in einem Park an einer starkbefahrenen Straße aufhält. 

Dieselmotoren und die steigende Zahl an Holzöfen in Deutschland verursachen ein hohes Maß an Kleinstpartikeln, wie zum Beispiel Ruß in der Umgebungsluft. Anders als gröbere Partikel können diese tief in die Lunge eindringen. In den Lungenbläschen verursachen sie sogenannten oxidativen Stress und systemische Entzündungsprozesse, welche sich auf den Blutkreislauf und andere Organsysteme ausweiten. Eine Erhöhung der Entzündungswerte im Blut ist nachweisbar. Dies führt unter anderem dazu, dass sich Blutgefäße zusammenziehen und in diesem Zustand über einen längeren Zeitraum verbleiben, der Blutdruck ist erhöht. Zudem können sich verstärkt Blutkügelchen (Thromben) bilden, die das Risiko für Herzinfarkte und Schlaganfälle erhöhen.

Untersuchungen zeigten eine klare Erhöhung des Risikos für Herzinfarkte und Schlaganfälle in Regionen mit hoher Schadstoffbelastung, wobei bereits ein kurzfristiger Anstieg der Schadstoffwerte zu erhöhten Fallzahlen führen kann. Dies wurde auch für Regionen nachgewiesen, in denen keine Überschreitung der NO2-Grenzwerte  vorlag. Die Weltgesundheitsorganisation  geht davon aus, dass die erhöhte Sterblichkeit aufgrund der Feinstaubbelastung vor allem durch zusätzliche koronare Herzkrankheiten und Schlaganfälle bedingt ist (etwa drei Viertel der Fälle).

Nach Angaben des Berichts der Deutschen Herzstiftung 2017 starben 2014 in Deutschland 48.000 Menschen an einem Herzinfarkt. Damit führt ein krankes Herz fast zu jedem vierten Todesfall in Deutschland.

Sind wir Luftverschmutzung ausgesetzt, hat dies negative Auswirkungen auf unsere Blutgefäße (siehe Abschnitt Herz-Kreislauf-Erkrankungen). Dies kann auch die Arterien betreffen, die das Gehirn mit Sauerstoff versorgen. Durch Zusammenziehen der Gefäße und veränderte Gerinnung des Blutes kann es zu einem plötzlichen Verschluss oder einer extremen Verengung der Arterien kommen, wodurch das Gehirn ungenügend mit Sauerstoff versorgt wird – ein Schlaganfall tritt ein. Der Zusammenhang zwischen der Belastung der Luft insbesondere mit Feinstaub (PM 2,5) und häufigeren Krankenhauseinweisungen auf Grund von Schlaganfällen ist in Studien nachgewiesen worden . Insbesondere aufgrund der großen und weiterhin vorhergesagten steigenden Anzahl an Schlaganfällen in Deutschland und Europa besteht hier erheblicher Handlungsbedarf.

In Industrieländern kann etwa ein Zehntel der Krankheitslast durch Schlaganfälle auf Luftverschmutzung zurückgeführt werden.

Jedes Jahr ereignen sich rund 280.000 Schlaganfälle in Deutschland – umgerechnet alle zwei Minuten ein Fall. 63.000 Menschen sterben daran. Damit ist der Schlaganfall die dritthäufigste Todesursache nach Herz- und Krebserkrankungen.

Je näher der Wohnort an einer viel befahrenen Straße liegt, umso höher ist das Risiko, an Diabetes zu erkranken. Dieser Zusammenhang kann sogar beziffert werden: Ein Anstieg der Luftschadstoffbelastung um 10 Mikrogramm PM10 bzw. PM2,5 führte zum Anstieg des Diabetesrisikos um 30-50 Prozent. Luftschadstoffe lösen sogenannten oxidativen Stress aus, der wiederum die Insulinresistenz verschlechtert und zur Neubildung oder Verschlechterung des Typ2-Diabetes führen kann.

Die langjährige Belastung mit verkehrsbedingtem Feinstaub wurde in Studien mit einer Verminderung der kognitiven Fähigkeiten in Zusammenhang gebracht. Auch ein Zusammenhang zwischen Demenz und der Nähe des Wohnortes zu dicht befahrenen Straßen ist wissenschaftlich nachgewiesen.

Sehr kleine Partikel wie Ruß können insbesondere bei bestehenden Vorerkrankungen durch die Blut-Hirn-Schranke oder über den Riechschleimhaut in der Nase und von dort über Nervenfasern zum Riechkolben in das Gehirn gelangen. Dort lösen sie Entzündungsredaktionen und oxidativen Stress aus und führen zu Eiweißansammlungen sowie zum Absterben von Nervenzellen. Für die beschriebenen Prozesse ist zudem ein Zusammenhang mit der Bildung von Plaques nachgewiesen, die bei der Alzheimer-Demenz eine wesentliche Rolle spielen. Ein Zusammenhang zwischen Alzheimer und Feinstaubbelastung ist somit naheliegend.