Karte zu Aerosolkonzentrationen in der Luft für mehr Gesundheit
Heizen mit Holz und Kohle ist in Europa Hauptursache für Luftverschmutzung durch hohe Aerosolkonzentrationen. Dies ist das Ergebnis einer internationalen Studie unter Leitung des Paul Scherrer Instituts (PSI), für die auch eine europaweite Karte zur Aerosolverschmutzung erstellt worden ist.
Quelle: Paul Scherrer Institut/Mahir Dzambegovic
Die Daten für die neue wissenschaftliche Publikation stammen von 22 Messstationen in 14 Ländern, verteilt über den europäischen Kontinent.
Jedes Jahr sterben laut WHO weltweit sieben Millionen Menschen an den Folgen von Luftverschmutzung in Form hoher Aerosolkonzentrationen. Damit die Luftqualität wirkungsvoll verbessert und die richtigen Massnahmen ergriffen werden können, müssen die hauptsächlichen Aerosolquellen bekannt sein.
Ein internationales Forschungsteam unter Leitung des PSI hat nun eine Aerosolquellen-Karte für Europa erstellt. Die Wissenschaftler werteten dazu Daten aus, die an 22 urbanen und ländlichen Standorten in 14 europäischen Ländern erhoben worden sind. Dabei konnten sie die wichtigsten Quellen für organische Aerosole – sowohl natürliche als auch menschgemachte – identifizieren und ihre Schwankungen über Tage, Monate und Jahreszeiten ermitteln.
Quellen der Aerosolverschmutzung: Heizen und Verkehr
Obwohl die Zusammensetzung des Feinstaubs je nach Ort unterschiedlich gewesen ist, machten die Forscher durchweg eine Hauptquelle der Aerosolverschmutzung aus: das Heizen von Wohnbauten mit festen Brennmaterialien. «Wenn Holzscheite, Holzpellets, Kohle oder – in einigen Ländern – Torf zum Heizen von Wohnhäusern verwendet werden, wird viel Feinstaub in die Luft freigesetzt, der für die Lokalbevölkerung gesundheitsschädlich ist», sagt PSI-Aerosolforscher Gang Chen. Er kritisiert, dass die Emissionen von Wohnheizungen im Gegensatz zu Kraftwerken, für die es strenge Vorschriften und Filtersysteme gibt, in den meisten europäischen Ländern nicht ausreichend strengen Vorschriften unterliegen, auch in der Schweiz. So werden in ländlichen Gebieten der Alpen noch viele Häuser mit festen Brennstoffen beheizt. Holz sei ein natürliches Material, so Chen. Wahrscheinlich sei deshalb vielen Menschen nicht bewusst, wie gesundheitsschädlich dessen Verbrennung sei.
Quelle: Ben Wicks, Unsplash
Heizen mit Holz und Kohle sorgt für gesundheitsschädliche Aerosole in der Luft.
Neben den Heizungen ist der Verkehr eine weitere, wesentliche Feinstaubverursacher: Während die Abgasemissionen des Strassenverkehrs seit den 1990er-Jahren strengen Vorschriften unterliegen, sollten laut den Wissenschaftlern auch andere Emissionen wie Reifen- und Bremsenabrieb bei der Verbesserung der Luftqualität verstärkt mit einbezogen werden.
Nicht mehr als 5 Mikrogramm Aerosole pro Kubikmeter Luft
Aktuell fordert die WHO, dass ein Kubikmeter Luft nicht mehr als 5 Mikrogramm Aerosole darf, deren Durchmesser 2,5 Mikrometer liegt. Diesen Wert hat die WHO erst kürzlich neu definiert, zuvor lag er bei 10 Mikrogramm pro Kubikmeter. «Allerdings werden beide Werte fast überall überschritten», sagt Imad El Haddad, Leiter des Labors für Atmosphärenchemie ad interim am PSI. «Setzt man den neuen Wert von 5 Mikrogramm pro Kubikmeter an, dann leben 99 Prozent aller Menschen in Gebieten, in denen dies derzeit nicht erfüllt ist. In der Schweiz wurde vor wenigen Jahren immerhin der Wert von 10 Mikrogramm pro Kubikmeter Luft unterschritten – dank bisheriger Anstrengungen zur Reduktion von Feinstaub.»
Aktuell fordert die WHO, dass die Gesamtmenge der Aerosole, die einen Durchmesser von weniger als 2,5 Mikrometer haben, 5 Mikrogramm pro Kubikmeter Luft nicht übersteigen. Diesen Wert hat ist von der WHO erst vor kurzem neu festgelegt worden, zuvor lag er bei 10 Mikrogramm pro Kubikmeter. «Allerdings werden beide Werte fast überall überschritten», sagt El Haddad. «Setzt man den neuen Wert von 5 Mikrogramm pro Kubikmeter an, dann leben 99 Prozent aller Menschen in Gebieten, in denen dies derzeit nicht erfüllt ist. In der Schweiz wurde vor wenigen Jahren immerhin der Wert von 10 Mikrogramm pro Kubikmeter Luft unterschritten – dank bisheriger Anstrengungen zur Reduktion von Feinstaub.»
Um die Luftqualität effizient zu verbessern, schlagen die Wissenschaftler vor, die Grenzwerte für die gesundheitsschädlichsten Aerosole stärker zu senken als für andere. «Letztlich geht es darum, Menschenleben zu retten“, so Chen. Die von ihm und seinen Kollegen erhobenen Daten hälfen, bei der Luftqualität gute Prioritäten setzen. (mai)
Zur Studie
Die Daten für die neue Studie stammen von 22 Messstationen in 14 Ländern, verteilt über den europäischen Kontinent, an denen verschiedene Universitäten und Institutionen jeweils ihre eigenen Aerosol-Messstationen betreiben. Das Team des PSI entwickelte ein standardisiertes Protokoll, mit dem die Daten ausgewertet und die Aerosolquellen ermittelt werden konnten. Die Studie ist das Hauptergebnis des internationalen Projekts «Chemical On-Line cOmpoSition and Source Apportionment of fine aerosoL» (COLOSSAL) und entsprechend hat die Fachveröffentlichung eine gemeinsame Autorenschaft von 70 Forschenden.
Entscheidend für die Studie waren auch mehrere langjährige EU-Forschungsinfrastrukturen, darunter das «Aerosols, Clouds, and Trace gases Research InfraStructure Network» (ACTRIS). «ACTRIS und andere paneuropäische Forschungsinfrastrukturen sind der Ausgangspunkt unserer Forschung und liefern hochwertige Langzeitdaten über kurzlebige Bestandteile der Atmosphäre, die für unser regionales Klima und die öffentliche Gesundheit relevant sind», sagt El Haddad. Diese Infrastrukturen liefern nicht nur wichtige Informationen für politische Entscheidungsträger, sondern bilden auch die Grundlage für mehrere europäische Forschungsprogramme wie beispielsweise das Programm «Research Infrastructures Services Reinforcing Air Quality Monitoring Capacities in European Urban & Industrial AreaS» (RI-URBANS). El Haddad und seine Kollegen hoffen, dass ihre jetzige Veröffentlichung als Grundstein für einen globalen Auftrag verstanden wird.
«Wir haben für Europa gezeigt, dass unser standardisiertes Protokoll der Datenauswertung funktioniert. Es kann nun von Forschenden überall übernommen werden», so Chen. «Das PSI ist weltweit führend in dieser Arbeit, mit der wir die gemessenen Aerosole ihren Quellen zuordnen können. Wir möchten unser Protokoll gerne ausweiten, um Aerosolkarten der ganzen Welt zu erhalten.» Ausserdem erhoffen sich die Wissenschaftler, dass diese Art Daten bald in Echtzeit gesammelt und analysiert werden kann. «Damit liesse sich die Wirksamkeit von Massnahmen zur Feinstaubreduzierung unmittelbar feststellen», sagt Chen. (mgt/mai)
