Entstaubung von Abgasen

Inhaltsverzeichnis

1 Hinführung zum Thema

2 Feinstaub
2.1 Was ist Feinstaub?
2.2 Entstehung von Feinstaub
2.2.1 Natürliche Quellen
2.2.1.1 Primäre Quellen
2.2.1.2 Sekundäre Quellen
2.2.2 Anthropogene Quellen
2.2.2.1 Primäre Quellen
2.2.2.2 Sekundäre Quellen
2.3 Rechtliche Instrumentarien zur Luftreinhaltung
2.4 Situation der Feinstaubbelastung in Deutschland
2.5 Wirkung von Feinstaub auf die Gesundheit des Menschen

3 Rußpartikelfiltersysteme
3.1 Abgasnachbehandlung zur Rußpartikelminderung
3.1.1 Wandstromfilter
3.1.2 Durchflussfilter
3.2 Europäische Abgasgrenzwerte für Diesel-Pkws

4 Anmerkung

5. Anhang
5.1 Literaturverzeichnis

Vorwort

In meiner Seminararbeit 2005 habe ich das Thema „Entstaubung von Abgasen: Die unsichtbare Gefahr durch Feinstaub“, gewählt, weil sich meine beste Freundin vergangenen Sommer erstmals einen Diesel-Pkw gekauft hat. Ich habe sie einige Male mit zum Händler begleitet, wobei uns der Verkäufer Einiges über Feinstaub und Rußpartikel berichtet hat. Diese Thematik hat bei mir Interesse geweckt und ich habe sie deshalb als Thema meiner Seminararbeit ausgewählt.

Zunächst werde ich mit einer kurzen Einleitung zum Thema hinführen. Ich gehe in Punkt 2 auf die Entstehung und Herkunft von Feinstaub ein. Anschließend werde ich die rechtlichen Instrumentarien zur Luftreinhaltung darstellen und über die aktuelle Feinstaubsituation in Deutschland berichten. Des Weiteren beschäftige ich mich, wie sich Feinstaub auf die Gesundheit des Menschen auswirkt. Im folgenden Gliederungspunkt gehe ich auf die verschiedenen Arten von Rußpartikelfiltern ein und erläutere die EU-Abgasgrenzwerte für Diesel-Pkws. Abschließend werde ich meine eigene Meinung zu diesem Thema äußern.

Bezüglich der Fachliteratur verwende ich ausschließlich Quellen aus dem Internet, da dieses Thema noch sehr aktuell ist und sich keine zeitgemäßen Bücher dazu finden ließen.

Ziel meiner Seminararbeit 2005 soll ein kurzer und wissensreicher Einblick in die Feinstaubproblematik sein, da diese Angelegenheit uns alle betrifft und gegen diese wirkungsvolle Maßnahmen ergriffen werden müssen.

1 Hinführung zum Thema

In den vergangen Jahren konnte man eine enorme Verringerung der Staubbelastung in unseren Breitengraden feststellen. In relativ kurzer Zeit wurden in den Unternehmen große Investitionen in Filteranlagen getätigt um die Schadstoffemissionen zu verringern. Jedoch ist nicht alles Gold was glänzt, denn größtenteils wurde nur der so genannte „sichtbare Staub“ (Grobstaub) reduziert. Allerdings sind für den menschlichen Organismus die kleinsten (unsichtbaren) Staubpartikel von wesentlich größerer Bedeutung, da wegen ihrer „Winzigkeit“^[1] von ihnen eine besondere Gesundheitsgefährdung ausgeht. Bevor ich in meiner Seminararbeit näher auf diese Gefahr eingehe, möchte ich zunächst noch einen kurzen Überblick über Staub im Allgemeinen verschaffen.^[2]

Alle in der Luft verteilten Feststoffe mit unterschiedlicher Form, Struktur und Dichte werden unter dem Allgemeinbegriff „Staub“ oder „Partikel“ zusammengefasst. Staub ist eine natürliche Ingredienz der Luft und somit fast überall existent. Als Schwebstaub bezeichnet man im Prinzip den gesamten Staub der sich in der Atmosphäre befindet. Dieser umfasst zusätzlich zum Staub, auch noch den Ruß und Rauch. Im internationalen Fachjargon wird er auch als „total suspended particulates (TSP)“ bezeichnet. Schwebstaub lässt sich nach Partikelgröße und Staubart differenzieren. Die Partikelgröße lässt sich in Feinstaub und Grobstaub und die Staubart in Hausstaub, Faserstaub, Gesteinsstaub und Blütenstaub unterteilen. Die folgende Grafik soll dies veranschaulichen.^[3]

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

^[4]

Da ich anschließend im Detail auf den Feinstaub eingehe, möchte ich bei dieser Gelegenheit noch kurz das Thema Grobstaub erläutern. Staub mit einer Größe von mehr als 10 Mikrometer (µm) wird als Grobstaub bezeichnet. Dieser wird durch die modernen Filteranlagen aus der Luft gefiltert. Für das menschliche Auge ist er relativ gut sichtbar, da er sich schnell absetzt. Durch „Schnäuzen“ oder „Niesen“ wird dieser Staub, der sich auf den Flimmerhärchen der Nasenschleimwand abgesetzt hat, wieder aus dem Körper befördert. In meiner Seminararbeit werde ich die so genannten Partikel mit der gängigen Abkürzung „PM (Particulate Matter)“^[5] bezeichnen.^[6]

2 Feinstaub

2.1 Was ist Feinstaub?

Als Feinstaub werden Partikel bezeichnet, die so klein sind, dass man sie mit bloßem Auge nicht sehen kann und einen „aerodynamischen Durchmesser“^[7] von höchstens 10 µm haben (PM10). Diese Partikel sind so winzig, dass sie nicht einmal ein Zehntel des Durchmessers eines Haares erreichen, wie auf der Abbildung gut zu erkennen ist.^[8]

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung von Größenvergleich^[9]

Feinstaub bildet den größten Anteil am Schwebstaub. Es ist ein komplexes, atmosphärisches Gemisch aus festen und flüssigen Teilchen, die eine Mischung aus einer Vielzahl von chemischen Verbindungen darstellen. Sulfat, Nitrate, Ammoniak, Natriumchlorid, Kohlenstoff, Mineralstaub und Wasser sind die wichtigsten Bestandteile. Durch ihre Größe, Form, Farbe, chemische Zusammensetzung, physikalischen Eigenschaften aber auch durch ihre Herkunft und Entstehung unterscheiden sich die Partikel. Sie entstehen überwiegend durch menschliche Aktivitäten, wie beispielsweise Verbrennungsprozesse. Somit stellen sie den am schwierigsten abzubauenden Teil der Luftschadstoffe dar. Die Größe der Feinstaubpartikel ist dafür verantwortlich, wie lange sie sich in der Atmosphäre aufhalten und wie weit sie transportiert werden können. Die größeren Partikel (PM10) sind durch Ablagerung und Niederschlag innerhalb weniger Stunden aus der Luft verschwunden. Dagegen können sehr kleine Partikel (PM2,5) mehrere Tage oder sogar Wochen in der Luft bleiben und so innerhalb kurzer Zeit Strecken über mehrere tausend Kilometer zurücklegen. Ein oft zu besichtigendes Phänomen ist der Saharastaub, der je nach Windrichtung nach Europa oder sogar über den Atlantik verstreut werden kann und dort manchmal auf den Autos vorzufinden ist.^[10]

Die Einteilung und Definition der Partikel ist in der deutschen Literatur nicht schlüssig und teilweise sogar widersprüchlich. Die Partikel lassen sich sehr gut ihrer Größe nach einteilen. In der nachfolgenden Übersicht wurde eine derartige Einteilung vorgenommen.^[11]

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

^[12]

„Die Massenkonzentration von Feinstaub wird in Milligramm [(mg)], Mikrogramm [(μg)] oder Nanogramm [(ng)] pro Kubikmeter [(m³)] Luft angegeben.“^[13]

Um das Verhältnis der Partikelgrößen zueinander besser verständlich zu machen, kann man auch sagen: „Die ultrafeinen Partikeln (UFP) sind eine Teilmenge von PM2,5, diese sind eine Teilmenge von PM10 und diese wiederum eine Teilmenge von TSP.“^[14] Der Anteil der UFP an der Gesamtmasse ist relativ unbedeutend. Da aber ihre Zahl beachtlich ist, werden sie anstatt in „Masse-Konzentrationen“^[15] in „Anzahl-Konzentrationen“^[16] angeführt.^[17]

[...]

^[1] Press Releases, Neue EU-Grenzwerte für die Luftverschmutzung: Fragen und Antworten, http://europa.eu.int/rapid/pressReleasesAction, 01.11.2005

^[2] Vgl. ebenda und vgl. Bayerischer Rundfunk, Woher kommt der Staub?, http://www.br-online.de/umwelt- gesundheit/thema/feinstaub/feinstaub-entstehung.xml, 01.11.2005 und vgl. Landeshauptstadt München, Feinstaub, http://www.muenchen.de/feinstaub, 12.12.2005

^[3] Vgl. Landeshauptstadt München, Feinstaub, a.a.O., 03.11.2005 und vgl. Rein GmbH, Grundlagen: Verunreinigung der Luft, http://www.reinkaelte.de/Neue_Dateien/klitech.html, 01.11.2005 und vgl. Deutsches Kraftfahrzeuggewerbe Zentralverband, Aktuelle Fragen und Antworten zum Themenkomplex „Partikelminderungssysteme“, http://www.centro-handel.de/pdf_news..., 05.11.2005, S. 2 und vgl. Wikipedia, Staub, http://de.wikipedia.org/wiki/Staub, 01.11.2005

^[4] Wikipedia, Staub, a.a.O.

^[5] Vgl. Lahl, Dr. Uwe/Steven, Dr. Wilhelm, Reduzierung von Partikelimmissionen – eine gesundheitspolitische Schwerpunktaufgabe, http://www.bmu.de/files/pdfs/allgemein/application/..., 01.11.2005, S. 325

^[6] Vgl. Stadt Halle, Teilchengröße, http://www.halle.de/index.asp?MenuID=3139&SubPage=2, 01.11.2005

^[7] Der aerodynamische Durchmesser eines Teilchens beliebiger Form und Dichte wird mit Hilfe des Durchmessers einer Kugel mit Dichte 1 (1 g/cm³) bestimmt, welches die gleiche Sinkgeschwindigkeit in ruhender oder laminar strömender Luft besitzen würde wie das zu betrachtende Staubteilchen. Universität Karlsruhe, Schadstoffmessung, http://www-iip.wiwi.uni-karlsruhe.de/forschung/..., 23.10.2005, S. 5

^[8] Vgl. Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit, Frische Luft für alle – die Feinstaubdebatte Fragen und Antworten, http://www.bmu.de/files/luftreinhaltung/..., 05.12.2005, S.1 und vgl. Medicalpicture, Feinstaub, Partikel – Emissionen, http://www.medicalpicture.de/cont_62.feinstaub.php, 20.12.2005

^[9] Oberland-Mangold GmbH, Gesundheit, http://www.oberland-mangold.de/index... , 18.12.2005

^[10] Vgl. Deutsche Atemwegsliga e.V., Feinstaub – kleine Partikel mit großer Wirkung, http://www.atemwegsliga.de/pages/aktuell.htm#Feinstaub, 02.11.2005 und vgl. Medicalpicture, Feinstaub, Partikel – Emissionen, a.a.O. und vgl. Umweltbundesamt, Hintergrundpapier zum Thema Staub/Feinstaub (PM), http://www.umweltbundesamt.de/uba-info-p presse/hintergrund/feinstaub.pdf, 23.10.2005, S. 3

^[11] Vgl. Lahl/Steven, Reduzierung von Partikelemissionen, a.a.O., S 325

^[12] Vgl. ebenda, S. 325

^[13] GSF – Forschungszentrum für Umwelt und Gesundheit, Feinstaub - Kleine Partikel mit großer Wirkung, http://www0.gsf.de/flugs/feinstaub_neu_2.phtml, 23.10.2005

^[14] Lahl/Steven, Reduzierung von Partikelemissionen, a.a.O., S. 325

^[15] ebenda, S. 326

^[16] ebenda, S. 326

^[17] Vgl. ebenda, S. 325, 326