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Betrachtung der Feinstaubproblematik in Deutschland -
Im Hinblick auf die Entstehung des Feinstaubes und seine Wirkung
auf den Menschen
B A C H E L O R T H E S I S
Eingereicht von
Marcus Prill
Studiengang
Energie- und Recycling-Management
Sommersemester 2008
Abgabedatum
28.07.2008
Seite 3
Marcus Prill
Betrachtung der Feinstaubproblematik in Deutschland
Seite I
INHALTSVERZEICHNIS
1
E
INLEITUNG
................................................................................................... 1
1.1
A
USGANGSSITUATION
.................................................................................................1
1.2
Z
IELSETZUNG
..............................................................................................................1
1.3
A
UFBAU DER
A
RBEIT
...................................................................................................2
2
G
RUNDBEGRIFFE DER
L
UFTREINHALTUNG
................................................... 3
2.1
Z
USAMMENSETZUNG DER
L
UFT
...................................................................................3
2.2
L
UFTVERUNREINIGUNGEN
...........................................................................................3
2.3
D
EFINITION VON
E
MISSION UND
I
MMISSION
................................................................4
3
F
EINSTAUB
P
ARTICULATE
M
ATTER
(PM) ................................................. 5
3.1
D
EFINITION VON
F
EINSTAUB UND
S
CHWEBSTAUB
.......................................................5
3.2
ANTHROPOGENE PARTIKELEMISSIONEN
.......................................................................7
3.3
E
NTSTEHUNG DES
F
EINSTAUBES
................................................................................10
3.3.1
F
EINSTAUB
-E
MISSIONEN AUS DEM
V
ERKEHR
....................................................12
3.3.2
F
EINSTAUB
-E
MISSIONEN AUS DER
I
NDUSTRIE
...................................................14
3.4
F
EINSTAUBBELASTUNG DURCH PM
2,5
IN
D
EUTSCHLAND
............................................16
3.5
F
EINSTAUBBELASTUNG DURCH PM
10
IN
D
EUTSCHLAND
.............................................18
3.6
T
REND DER
F
EINSTAUBBELASTUNG IN
D
EUTSCHLAND
..............................................20
4
W
IRKUNG DES
F
EINSTAUBES AUF DEN
M
ENSCHEN
.................................... 21
4.1
D
IFFERENZIERUNG DER
P
ARTIKELGRÖßEN BEI
G
ESUNDHEITSEFFEKTEN
...................21
4.2
E
PIDEMIOLOGISCHE
U
NTERSUCHUNGEN ZUR
W
IRKUNG VON
P
ARTIKELN
.................23
4.2.1
G
EFAHREN DURCH
L
ANGZEITEXPOSITION GEGENÜBER
F
EINSTAUB
...................23
4.2.1.1 M
ORTALITÄT BEI
E
RWACHSENEN
..................................................................25
4.2.1.2 M
ORBIDITÄT DER
A
TEMWEGE
.......................................................................26
4.2.2
G
EFAHREN VON
K
URZZEITEXPOSITION GEGENÜBER
F
EINSTAUB
.......................27
4.2.2.1 A
TEMWEGSERKRANKUNGEN
.........................................................................28
4.2.2.2 H
ERZ
-K
REISLAUF
-E
RKRANKUNGEN
..............................................................29
4.2.3
V
ERKÜRZUNG DER
L
EBENSERWARTUNG DURCH
F
EINSTAUBBELASTUNG
..........30
4.3
W
IRKUNG VON
F
EINSTAUB AUF DAS
I
MMUNSYSTEM UND
A
LLERGIEN
......................30
5
M
AßNAHMEN ZUR
F
EINSTAUBREDUZIERUNG
............................................. 32
5.1
M
AßNAHMEN ZUR
F
EINSTAUBREDUZIERUNG IM
S
TRAßENVERKEHR
..........................32
5.1.1
E
INFÜHRUNG VON
U
MWELTZONEN
...................................................................33
5.1.1.1 K
ENNZEICHNUNG VON
U
MWELTZONEN
.........................................................35
Seite 4
Marcus Prill
Betrachtung der Feinstaubproblematik in Deutschland
Seite II
5.1.1.2 F
EINSTAUBPLAKETTEN
..................................................................................37
5.1.1.3 A
USNAHMEREGELUNG VON
F
AHRVERBOTEN IN
U
MWELTZONEN
..................39
5.1.2
N
ACHHALTIGER
P
ERSONENVERKEHR
................................................................39
5.1.3
N
ACHHALTIGER
G
ÜTERVERKEHR
......................................................................40
5.1.4
N
ACHRÜSTUNG DER
F
AHRZEUGTECHNIK
..........................................................41
5.1.5
S
TRAßENSPERRUNGEN UND
D
URCHFAHRTSVERBOTE
........................................42
5.1.5.1 E
RGEBNISSE EINER
S
TRAßENSPERRUNG
.........................................................42
5.1.5.2 E
RGEBNISSE EINES
D
URCHFAHRTSVERBOTES
................................................43
5.2
M
AßNAHMEN ZUR
F
EINSTAUBREDUZIERUNG IN DER
I
NDUSTRIE
...............................44
5.2.1
S
TAUBABSCHEIDUNG
.........................................................................................45
5.2.2
S
TAUBFRAKTIONEN
,
UND
-
ZUSAMMENSETZUNG
................................................46
5.3
M
AßNAHMEN ZUR
F
EINSTAUBREDUZIERUNG IN DER
L
ANDWIRTSCHAFT
...................46
6
R
ECHTLICHE
G
RUNDLAGEN IN
B
EZUG AUF
F
EINSTAUB
............................ 48
6.1
B
UNDESIMMISSIONSSCHUTZGESETZ
(BI
M
S
CH
G) ......................................................48
6.2
B
UNDESIMMISSIONSSCHUTZVERORDNUNG
(BI
M
S
CH
V) ............................................48
6.3
R
AHMENRICHTLINIE
L
UFTQUALITÄT
96/62/EG.........................................................49
6.4
E
UROPÄISCHE
L
UFTQUALITÄTSRICHTLINIE
1999/30/EG...........................................50
6.5
R
ICHTLINIE
2008/50/EG ...........................................................................................52
6.6
L
UFTREINHALTE
-
UND
A
KTIONSPLÄNE
.....................................................................53
6.7
TA
L
UFT
(2002) ........................................................................................................53
6.8
C
LEAN
A
IR
F
OR
E
UROPE
(CAFE) .............................................................................54
7
F
AZIT UND
Z
UKUNFTSAUSBLICK
................................................................. 56
Seite 5
Marcus Prill
Betrachtung der Feinstaubproblematik in Deutschland
Seite III
A
BBILDUNGSVERZEICHNIS
A
BBILDUNG
1:
N
ATÜRLICHE
Z
USAMMENSETZUNG REINER
L
UFT
................................................3
A
BBILDUNG
2:
T
EILCHENGRÖßE
(D
URCHMESSER IN CM
).............................................................6
A
BBILDUNG
3:
A
NTHROPOGENE
P
ARTIKELEMISSIONEN
(M
OBILE
Q
UELLEN
)..............................8
A
BBILDUNG
4:
A
NTHROPOGENE
P
ARTIKELEMISSIONEN
(S
TATIONÄRE
F
EUERUNGSPROZESSE
) ...8
A
BBILDUNG
5:
A
NTHROPOGENE
P
ARTIKELEMISSIONEN
(P
RODUKTIONSPROZESSE
) ....................9
A
BBILDUNG
6:
V
ERTEILUNG DER
PM
10
-E
MISSION IN
D
EUTSCHLAND FÜR DAS
J
AHR
2005........10
A
BBILDUNG
7:
V
ERTEILUNG DER
PM
10
-E
MISSION IN
D
EUTSCHLAND FÜR DAS
J
AHR
2020........11
A
BBILDUNG
8:
A
NNAHMEN FÜR DIE NEUEN
G
RENZWERTE
........................................................11
A
BBILDUNG
9:
PM
10
-E
MISSIONEN IM
J
AHR
2005
(D
EUTSCHLAND
)...........................................13
A
BBILDUNG
10:
T
REND DER
PM
10
-E
MISSIONEN NACH
S
EKTOREN
............................................15
A
BBILDUNG
11:
Ä
NDERUNG DER EINZELNEN
S
EKTOREN VON
PM
10
AUF
PM
2,5
O
.
V
ERKEHR
....16
A
BBILDUNG
12:
Ä
NDERUNG DER EINZELNEN
S
EKTOREN VON
PM
10
AUF
PM
2,5
BEIM
V
ERKEHR
17
A
BBILDUNG
13:
K
ONZENTRATIONSBEREICHE VON
PM
2,5
AN
M
ESSSTATIONEN
(D/2001)..........18
A
BBILDUNG
14:
K
ONZENTRATIONSBEREICHE VON
PM
10
AN
M
ESSSTATIONEN
(D/2001) ..........19
A
BBILDUNG
15:
A
NGRIFFSORTE VON
PM
IN DER
L
UNGE
..........................................................22
A
BBILDUNG
16:
D
ER
U
MWELTZONEN
-F
AHRPLAN
2008............................................................35
A
BBILDUNG
17:
V
ERKEHRSZEICHEN
,,B
EGINN DER
U
MWELTZONE
"..........................................36
A
BBILDUNG
18:
V
ERKEHRSZEICHEN
,,E
NDE DER
U
MWELTZONE
" .............................................36
A
BBILDUNG
19:
V
ERKEHRSZEICHEN
,,Z
USATZSCHILD
-
P
LAKETTEN
" .......................................36
A
BBILDUNG
20:
Z
UTEILUNGSKRITERIEN DER
P
LAKETTEN
.........................................................38
A
BBILDUNG
21:
Z
UORDNUNG DER
S
CHLÜSSELNUMMER ZU DER JEWEILIGEN
P
LAKETTE
..........38
A
BBILDUNG
22:
PM
10
-G
RENZWERTE DER
EU-R
ICHTLINIE
1999/30/EG
(S
TUFE
1)...................51
A
BBILDUNG
23:
PM
10
-G
RENZWERTE DER
EU-R
ICHTLINIE
1999/30/EG
(S
TUFE
2)...................52
Seite 6
Marcus Prill
Betrachtung der Feinstaubproblematik in Deutschland
Seite IV
A
BKÜRZUNGSVERZEICHNIS
Abb.
Abbildung
AHSMOG
Adventist Health Study of SMOG
Ar Argon
AU
Abgasuntersuchung
BImSchG Bundesimmissionsschutzgesetz
BImSchV Bundesimmissionsschutzverordnung
BW
Baden-Württemberg
bzgl.
bezüglich
CAFE
Clean Air For Europe
CH
4
Methan
(Methylwasserstoff)
CO
Kohlenstoffmonoxid
CO
2
Kohlenstoffdioxid
d. h.
das heißt
etc.
et cetera (und so weiter; und die übrigen)
EG
Europäische
Gemeinschaft
EU
Europäische
Union
EURO 1-6.. EURO-Norm (Abgasnorm): Schadstoffklasse für Kraftfahrzeuge; Festlegung
von Grenzwerten für Kohlenmonoxid, Stickstoffoxide, Kohlenwasserstoffe und
Partikel
FEV
1
Forced Expiratory Volume in 1 second (Einsekundenkapazität): ist ein
dynamischer, zeitabhängiger Messparameter in der Lungenfunktionsdiagnostik
FVC
Forcierte Vitalkapazität: ist die maximale exspiratorische Vitalkapazität in
einer möglichst kurzen Zeit
g/m
3
Gramm
pro
Kubikzentimeter
h Stunde
(hour)
H
2
Wasserstoff
He
Helium
HRV
Herzfrequenzvariabilität
KAT
Katalysator
Kfz
Kraftfahrzeug
Kr Krypton
KRAD
Kraftrad
Seite 7
Marcus Prill
Betrachtung der Feinstaubproblematik in Deutschland
Seite V
kt Kilotonnen
LKW
Lastkraftwagen
µg/m
3
Mikrogramm pro Kubikmeter
µm
Mikrometer;
10
-4
cm
N
2
Stickstoff
Ne
Neon
NFZ
Nutzfahrzeug
NH
3
Ammoniak
NO
2
Stickstoffmonoxid
NO
X
Stickstoffoxid (Sammelbezeichnung für die gasförmigen Oxide des Stickstoffs)
NRW Nordrhein-Westfalen
O
2
Sauerstoff
O
3
Ozon
PAH
Polycyclic Aromatic Hydrocarbons (PAK = Polyzyklische aromatische
Kohlenwasserstoffe)
PEF
Peak Expiratory Flow (Maximaler Atemstrom bei der Ausatmung)
PKW Personenkraftwagen
PM Particulate
Matter
(Feinstaub)
TA Luft
Technische Anleitung zur Reinhaltung der Luft
TSP
Total Suspended Particulates (Schwebstaub)
u. a.
unter anderem / und andere
UNECE
United Nations Economic Commission for Europe (Wirtschaftskommission der
Vereinten Nationen für Europa)
usw.
und so weiter
VwV
Verwaltungsvorschrift
WHO
World Health Organization (Weltgesundheitsorganisation)
Xe
Xenon
z. B.
zum Beispiel
z. T.
zum Teil
Seite 8
Marcus Prill
Betrachtung der Feinstaubproblematik in Deutschland
Seite 1
1
E
INLEITUNG
1.1
A
USGANGSSITUATION
Das Thema ,,Feinstaub" ist seit Beginn des Jahres 2005 immer häufiger Auslöser für
öffentliche Diskussionen in der Politik, den Medien und der Bevölkerung gewesen. Die
Medien berichten regelmäßig über Themen wie Umweltzonen, Überschreitungen der
Grenzwerte bei Feinstaub, Straßensperrungen, Durchfahrtsverboten, usw.
In der Bevölkerung wurde dadurch eine regelrechte Verunsicherung ausgelöst, da die
Kenntnisse über die Entstehung des Feinstaubes, die Wirkung von Feinstaub auf Mensch und
Tier, sowie Maßnahmen zur Reduzierung von Feinstaub große Lücken aufweisen.
Trotz der frühzeitigen Einführung von Abgasnachbehandlungstechnologien, Emissions- und
Immissionsgrenzwerten und deren laufender Verschärfung besteht insbesondere beim
Feinstaub noch weiterer Handlungsbedarf. Das Thema ,,Feinstaub" wurde in der
Vergangenheit eher als kleineres Problem angesehen. Aufgrund aktueller Messungen,
Studien und Untersuchungen wird der Feinstaubproblematik heute eine viele höhere Priorität
zugesprochen als noch vor ein paar Jahren.
Jeder in der Bevölkerung kann seinen Teil zur Feinstaubreduzierung beitragen und nicht
immer müssen Maßnahmen mit Kosten verbunden sein. Oft sind schon ein gesunder
Menschenverstand und nachhaltige Denkweise die ersten Schritte zu einer Minderung von
Problemen. Grundlagen dafür sind jedoch fachkundige Informationen. Es ist nur möglich
Probleme zu beseitigen, wenn die Ursachen dafür bekannt sind.
1.2
Z
IELSETZUNG
Diese Bachelorthesis hat zum Ziel, über die Entstehung und die Problematik des Feinstaubes
zu informieren. Dabei soll gezeigt werden, wie und wo der Feinstaub entsteht, welche
Auswirkungen Feinstaub auf den Menschen hat und welche Maßnahmen zur Vermeidung
bzw. zur Reduzierung des Feinstaubaufkommens sinnvoll erscheinen und auch wirtschaftlich
umsetzbar sind. Diese Bachelorthesis dient als Grundlageninformation über Feinstaub und
soll zum Nachdenken anregen.
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Marcus Prill
Betrachtung der Feinstaubproblematik in Deutschland
Seite 2
1.3
A
UFBAU DER
A
RBEIT
Zu Beginn dieser Arbeit wird ein kurzer Überblick der Grundbegriffe der Luftreinhaltung
gegeben, um den Sachverhalt von Luftverunreinigungen sowie Emissionen und Immissionen
zu verdeutlichen. Im Hauptteil werden die Grundlagen des Feinstaubes sowie seine
Entstehung und die Belastung durch den Feinstaub in Deutschland erörtert. Als nächstes wird
auf die Wirkung des Feinstaubes auf den Menschen eingegangen, somit sollen die möglichen
Gesundheitsrisiken durch die Feinstaubbelastung aufgezeigt werden. Des Weiteren werden
Maßnahmen zur Feinstaubreduzierung aus den Bereichen Verkehr, Industrie und
Landwirtschaft beschrieben. Im Schlussteil wird noch grob auf die rechtlichen Grundlagen im
Zusammenhang mit dem Thema Feinstaub eingegangen.
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