Feinstaub/Partikel

Feinstaub kann einen natürlichen Ursprung haben, zum Beispiel durch Wald- und Buschbrände, Sandstürme oder Vulkanausbrüche hervorgerufen sein, aber auch durch menschliche Aktivitäten erzeugt werden. Diese Quellen sind Verbrennungsprozesse zum Beispiel in Kraft- und Heizwerken, aber auch in Einzelfeuerstätten in Wohnhäusern. Der motorisierte Straßenverkehr sowie industrielle Prozesse und Emissionen aus der Landwirtschaft tragen zur Feinstaubbelastung in erheblichem Maße bei.

Direkt aus einer Quelle emittierte Staubpartikel werden als primäre Stäube bezeichnet. Durch komplexe chemische Reaktionen können aus gasförmigen Verbindungen sogenannte sekundäre Partikel gebildet werden. Diese entstehen zum Beispiel aus gasförmigen Emissionen der Tierhaltung.

Einzelne Tage mit sehr hohen Feinstaubbelastungen können in längeren trockenen Abschnitten im gesamten Jahr auftreten. Ursachen im Sommerhalbjahr sind beispielsweise Aufwirbelungen von Krustenmaterial, landwirtschaftliche Aktivitäten, lokale Bau- und Erdarbeiten, aber auch Waldbrände oder Sandstürme  möglicherweise in weiter entfernten Gebieten. In der kalten Jahreszeit sorgen dagegen Verbrennungsprozesse für ein höheres Grundlevel an Feinstaub. Eine Feinstaubquelle über das ganze Jahr hinweg ist der motorisierte Straßenverkehr sowohl durch direkte Emissionen als auch durch Reifen- und Bremsenabrieb und Aufwirbelung.
Hohe Feinstaubkonzentrationen an mehreren Tagen hintereinander, sogenannte Feinstaubepisoden, treten insbesondere im Spätherbst oder Winter in Brandenburg und den angrenzenden Bundesländern auf. Ursachen dafür sind Wetterlagen mit schwacher, meist östlicher Strömung, bei denen kalte und schadstoffangereicherte Luftmassen nicht ausgetauscht werden. Die Herkunft und Zusammensetzung der Luftmassen an Tagen mit Grenzwertüberschreitungen wurden zuletzt 2017 in einem Mehrländerprojekt zum Ferneintrag von Feinstaub-PM₁₀ untersucht.

Feinstaub der Partikelgröße PM₁₀ kann beim Menschen durch die Nasenhöhle in tiefere Bereiche der Bronchien eindringen. Die kleineren Partikel PM_2,5 können bis in die Bronchiolen und Lungenbläschen vordringen und die ultrafeinen Partikel mit einem Durchmesser von weniger als 0,1 Mikrometer sogar bis in das Lungengewebe und den Blutkreislauf.

Je nach Größe und Eindringtiefe der Teilchen sind die gesundheitlichen Wirkungen von Feinstaub verschieden. Sie reichen von Schleimhautreizungen und lokalen Entzündungen in der Luftröhre und den Bronchien oder den Lungenalveolen bis zu verstärkter Plaquebildung in den Blutgefäßen, einer erhöhten Thromboseneigung oder Veränderungen der Regulierungsfunktion des vegetativen Nervensystems (Herzfrequenzvariabilität). Quelle: Umweltbundsamt, 2020

Seit den 1990er Jahren wird in Brandenburg ein Rückgang der Feinstaubbelastung beobachtet. Dies zeigt sich sowohl in den landesweit über alle Messstellen im ländlichen und städtischen Hintergrund gemittelten Feinstaub der Partikelgröße PM₁₀ - Jahresmittelwerten (Abbildung 1) als auch in der Anzahl der PM₁₀-Überschreitungstage (Abbildung 2). Als Überschreitungstage werden Tage mit einem PM₁₀ - Tagesmittelwert über 50 Mikrogramm pro Kubikmeter (µg/m³) bezeichnet. Der Rückgang der Feinstaubbelastung lässt sich vor allem durch großräumig verminderte Emissionen erklären.

Die Entwicklung der Feinstaubbelastung wird jedoch auch durch witterungsbedingte Schwankungen überlagert. Einige Jahre zeigten daher in Brandenburg eine höhere Feinstaubbelastung. Im Jahr 2006 trat zum Beispiel im Januar eine sogenannte Feinstaubepisode auf, in der austauscharme Bedingungen vorherrschten, die die höheren PM₁₀ - Jahresmittelwerte verursachten. Ähnliche Episoden-Wetterlagen gab es auch in den Jahren 2010 und 2011.

PM_2,5 wird in Brandenburg seit dem Jahr 2008 überwacht. Im landesweiten Durchschnitt der Messstellen im ländlichen und städtischen Hintergrund lag die PM_2,5 - Konzentration seitdem zwischen 9 und 21 µg/m³ (Abbildung 1). Seit Messbeginn ist eine leichte Abnahme der PM_2,5-Konzentrationen in Brandenburg zu beobachten.

Grenzwerte für Feinstaub werden durch die 39. Verordnung zur Durchführung des Bundes-Immissionsschutzgesetzes (39. BImSchV) gesetzlich geregelt.

Zum Schutz der menschlichen Gesundheit gilt für Feinstaub der Partikelgröße PM₁₀ ein Grenzwert von 40 Mikrogramm pro Kubikmeter (µg/m³) im Jahresmittel. Außerdem darf der Wert von 50 µg/m³ durch den PM₁₀-Tagesmittelwert nicht öfter als 35-mal im Jahr überschritten werden.

Der Grenzwert zum Schutz der menschlichen Gesundheit liegt für PM_2,5 bei 25 µg/m³ im Jahresmittel.

Die Weltgesundheitsorganisation (WHO) gibt in ihrer Luftqualitätsleitlinie strengere Richtwerte an. Sie gibt für PM₁₀ Richtwerte von 15 µg/m³ im Jahresmittel und 45 µg/m³ im 24-Stunden-Mittel an. Für PM_2,5 werden Richtwerte von 5 µg/m³ im Jahresmittel und 15 µg/m³ im 24-Stunden-Mittel genannt.