II

Inhaltsverzeichnis

1  Einleitung  1

2  Feinstaub.  2

2.1  Begriffserklärung.  2

2.2  Entstehung von Feinstaub  3

2.2.1  Natürliche Entstehung.  3

2.2.2  Anthropogene Entstehung  4

2.3  Auswirkungen von Feinstaub.  6

2.3.1  Wirkung auf die Atmosphäre  6

2.3.2  Wirkung auf die menschliche Gesundheit.  6

3  Gesetzgebung zum Thema Feinstaub.  8

4  Aktueller Stand.  9

4.1  Aktuelles Aufkommen.  9

4.2  Gegenmaßnahmen  12

5  Messtechnik  14

5.1  Aerosolspektrometer.  14

5.2  Kaskadenimpaktor  15

5.3  Filtertechnik  17

Quellenverzeichnis.   V

Literatur.   V

Internetseiten............................................................................................................................   V

Gesetze   VI

   III

Abbildungs  - und Tabellenverzeichnis  

Abbildungen  :  

2.1:  Stäube nach Partikelgröße  3

2.2:  Verteilung der Feinstaubentstehung  S.5

2.3:  Gesundheitsrisiken abhängig von verschiedenen Partikeldurchmessern.  7

4.1:  Anzahl der Grenzwertüberschreitungen bei gravimetrischer Messung:  9

4.2:  Tagesmittelwerte der Feinstaubbelastung in Deutschland Oktober 2009  10

4.3:  Tagesmittelwerte der Feinstaubbelastung in Deutschland März 2007  11

4.4:  Symbol für Umweltzonen in Deutschland.  13

5.1:  Funktionsprinzip von optischen Partikelzählern  14

5.2:  Impaktorprinzip  15

5.3:  Kaskadenimpaktor.  16

Tabellen  :  

Tabelle 4.1:  Anzahl der Grenzwertüberschreitungen bei gravimetrischer Messung  

S.   9

Tabelle 5 1:  Filtermaterialien zur Feinstaubmessung S  17

IV 

Abkürzungsverzeichnis

BImSchV ............. Bundes-Immissionsschutzgesetz MOUDI................ Micro Orifice Uniform Deposit PM ....................... Particular Matter VDI ...................... Verein Deutscher Ingenieure WHO.................... World Health Organization

1 

1 Einleitung

Das Thema Feinstaub und die davon ausgehende Luftverschmutzung ist aktuell in aller Munde. Zahlreiche Herzkreislauf-Erkrankungen und auch Lungenkrebs stehen im Verdacht, durch Feinstaub ausgelöst zu werden. Zur Eindämmung des Problems wurden daher in zahlreichen deutschen Städten im letzten Jahr Umweltzonen eingerichtet, die nur mit einer sogenannten Feinstaubplakette zu passieren sind. Dies ist ein Indikator dafür, dass die Gefahren, die von Feinstaub ausgehen, bereits in der Politik und somit in der breiten Öffentlichkeit angekommen sind.

Um die Gefahren, die von Feinstaub ausgehen, dazustellen und einen Überblick zu verschaffen, was Feinstaub überhaupt ist, wurde diese Arbeit verfasst. Hierbei soll zunächst der Begriff Feinstaub definiert werden. Anschließend wird aufgezeigt, auf welche Weisen Feinstaub durch die Natur oder den Menschen entstehen kann. Daraufhin wird erläutert, welche Gefahren durch Feinstaub für den Menschen und die Umwelt entstehen können. Abschließend wird darauf eingegangen, wie Feinstaub gemessen werden kann und welche gesetzlichen Vorschriften und Grenzwerte vorliegen. Zum Schluss soll darauf eingegangen werden, mit welcher Messtechnik deren Einhaltung nachgeprüft werden kann.

2 

2 Feinstaub

In diesem Kapitel soll der Begriff Feinstaub näher erläutert werden. Hierzu wird zunächst Feinstaub definiert, anschließend wird erklärt, wie Feinstäube entstehen können und welche Gefahren von ihnen ausgehen. Dies soll die Grundlage für die folgenden Kapitel bilden, in denen die Messverfahren und Rechtsvorschriften zum Thema Feinstaub vorgestellt werden.

2.1 Begriffserklärung

Unter Feinstaub versteht man die Fraktion des Schwebstaubs bzw. des atmosphärischen Aerosols, dessen Teilchen einen Durchmesser von 10 µm oder kleiner haben. ¹ Stäube unterhalb dieses Grenzdurchmessers werden auch als PM 10 bezeichnet und gelten als besonders gesundheitsgefährdend, da sie inhaliert werden können und je nach Partikelgröße, bis in die Lunge oder Bronchien vordringen können. Besonders kleine Partikel können über Inhalation sogar in den Blutkreislauf gelangen, wodurch Herzinfarkt- und Hirnschlagrisiken entstehen. In Anlehnung an seine charakteristische Partikelgröße, werden für Feinstaub meist folgende Bezeichnungen verwendet:

• PM 10

• PM 2,5

• PM 1

Die Zahl im Index steht für die maximale Partikelgröße in Mikrometer. PM heißt Particular Matter. 2 3

In der „22. Verordnung zur Durchführung des Bundes-Immissionsschutzgesetzes“ (22. BImSchV) werden PM 10 und PM 2,5 wie folgt definiert:

• PM 10 : „Partikel, die einen größenselektierenden Lufteinlass passieren, der für einen aerodynamischen Durchmesser von 10 Mikrometer einen Abscheidegrad von 50 Prozent aufweist.“ 4

• PM 2,5 : „Partikel, die einen größenselektierenden Lufteinlass passieren, der für einen aerodynamischen Durchmesser von 2,5 Mikrometer einen Abscheidegrad von 50 Prozent aufweist.“ 1

¹ Feinstaub und Stickstoffdioxid: Wirkung - Quellen - Luftreinhaltepläne, S. 3.

² Particular Matter: wörtlich aus dem Englischen: ~ „besondere Materie“, bezeichnet im Englischen den Begriff Feinstaub.

³ Mechanische Verfahrenstechnik - Partikeltechnologie 1 von Matthias Stiess, S. 197.

⁴ 16. BImSchV § 1 Punkt 9.