Baubiologie und Oekologie

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Bayreuth, 22.09.2019

 

Ultrafeinstaub dringt bis in die Blutbahn vor

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Ultrafeinstaub dringt bis in die Blutbahn vor
19.08.2019 - Im Mai 2019 veröffentlichte das European Heart Journal eine Studie, die einen deutlichen Zusammenhang zwischen Luftverschmutzung und Herz-Kreislauf-Erkrankungen findet. Demnach könnte sich die durchschnittliche Lebenserwartung aufgrund der zunehmenden Feinstaubbelastung um zwei Jahre verringern. Der Kardiologe Prof. Thomas Meinertz stellt Feinstaub als Verursacher von Herzerkrankungen auf die gleiche Risikostufe wie Rauchen, Bluthochdruck, Blutzucker oder hohes LDL-Cholesterin. Zunehmend ins Blickfeld rückt der Ultrafeinstaub (UFP) mit Partikelgrößen von kleiner 0,1 Mikrometer (µm). Diese Partikel können nach der Inhalation durch das Lungengewebe sofort in die Blutbahn übertreten und von dort aus in die Gefäßwand gelangen. Die Staubteilchen in Größe eines Virus lösen chronische Entzündungen aus. "Die Folge sind letztlich Herzinfarkte oder Schlaganfälle", so Professor Meinertz. Besonders ältere Patienten seien gefährdet.

Keine Grenzwerte für Ultrafeinstaub

Die Partikel mit der Größe von kleiner 0,1 Mikrometer (=100 Nanometer) tragen nur wenig zum Massegewicht des Feinstaubs bei. Obwohl sie von der Partikelanzahl rund 90 Prozent ausmachen, beträgt ihr Gewichtsanteil nur 10 Prozent. Die Grenzwerte für größere Partikel orientieren sich hingegen an der Masse. So gilt für die Partikelgröße 2,5 µm in Europa ein Grenzwert von 25 Mikrogramm je Kubikmeter (µg/m³) im Jahresmittel. Für die größeren Staubteilchen mit dem Durchmesser von 10 µm werden 40 µg/m³ im Jahresmittel angesetzt. Ultrafeinstaub fällt durch das Raster der Gewichtsbestimmung. In diesem Fall müsste eine Vorgabe gemäß Partikelanzahl ermittelt werden. Die geringe Anzahl von Studien zu gesundheitlichen Risiken in Abhängigkeit von der Partikelanzahl erschwert die Grenzwertermittlung ebenfalls. Andererseits verhindern fehlende Grenzwerte weitreichende Monitoringaufgaben zur Ermittlung der Partikelanzahl an den Messstationen.

Abgrenzung Ultrafeinstaub zu Nanopartikeln

Nanomaterial und Ultrafeinstaub stützen sich auf dieselbe Größendefinition im Bereich von 1 bis 100 Nanometern. Als Gedankenstütze kann man sich merken, dass Nanomaterialien meist künstlich hergestellte Partikel mit besonderen Materialeigenschaften sind. Nanomaterial fand inzwischen Eingang in Produkte des täglichen Gebrauchs, wie zum Beispiel in Kosmetika, in Waschmitteln oder in Kleidungsstücken. Die Anwendung von Nanomaterial soll dem Produkt einen größeren Nutzen verleihen. Ultrafeinstaub hingegen ist ein unerwünschtes Produkt aus Verbrennungsvorgängen. Die Emittenten sind Autoabgase, Zigarettenrauch oder Abgase aus der häuslichen Verbrennung.

Messgeräte für Ultrafeinstaub benötigen eine hohe Empfindlichkeit

Die wichtigsten standardisierten Methoden zur Erfassung und Messung der Anzahlkonzentration von Ultrafeinstaub in der Luft sind partikelzählende Verfahren und die Größenklassifizierung anhand der elektrischen Mobilität. Bei Verwendung eines Kondensationspartikelzähler (CPC=Condensation Particle Counter) lässt man zunächst die Anzahlkonzentration durch Kondensation des Dampfes einer Arbeitsflüssigkeit zu mikrometergroßen Tropfen anwachsen, die anschließend optisch durch Lichtstreuung gezählt werden. Ein Partikelzähler liefert aber keine Informationen zur Partikelgröße. Zur Messung der Größenverteilung kommen üblicherweise elektrische Mobilitäts-Spektrometersysteme zum Einsatz. Diese nutzen die elektrische Mobilität von Partikeln aus, die durch das Verhältnis der elektrischen Partikelladung zum Partikeldurchmesser gegeben ist. Bei diesem Verfahren werden die Partikel zunächst definiert aufgeladen und anschließend in einem elektrischen Feld entsprechend ihrer elektrischen Mobilität klassiert. Durch die Kenntnis der Partikelladung lässt sich so die Anzahlgrößenverteilung bestimmen. Gemäß Aussage des Umweltbundesamt weisen Mobilitäts-Partikelgrößenspektrometer eine Messunsicherheit bis zu etwa 10 Prozent im Bereich der Partikelanzahlkonzentration auf und nur wenige Prozent im Bereich des Partikeldurchmessers. Unterhalb von 10 Nanometer treten beim aktuellen Stand der Technik größere Messunsicherheiten auf.

Links

Umweltbundesamt - Fragen und Antworten: Ultrafeine Partikel
IUTA - Institut für Energie- und Umwelttechnik
IDW-online: Feinstaub: Unterschätztes Risiko für Herz und Gefäße








 


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