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Luft und Lunge

Die Rolle der Luftschadstoffe für die Gesundheit

Foto: Tridsanu Thopet via Shutterstock

Saubere Luft darf kein Luxus sein, vielmehr ist sie ein lebenswichtiges Gut. Auch wenn die Luftbelastung in Deutschland in den vergangenen Jahrzehnten deutlich zurückgegangen ist, werden die Empfehlungen der Weltgesundheitsorganisation (WHO) zu Schadstoffwerten in Deutschland immer noch an vielen Stellen überschritten. Daher muss es zentrale politische Aufgabe sein, die Konzentration an Luftschadstoffen weiter zu reduzieren.

Prof. Dr. Annette Peters

Direktorin des Instituts für Epidemiologie

Wichtige Quellen für die Belastung unserer Außenluft sind in erster Linie Verbrennungsprozesse aus Energieversorgung, Haushalt und Verkehr sowie Landwirtschaft und Industrie. Der deutliche Rückgang von Schwefeldioxid, Kohlenstoffmonoxid oder Blei seit den 1970er-Jahren zeigt, dass die Maßnahmen zur Verbesserung der Luftqualität gegriffen haben.

Gesundheitsrisiken bergen aber nach wie vor drei Schadstoffe: Stickstoffdioxid, Feinstaub und Ozon. Stickoxide entstehen vor allem aus Feuerungsanlagen für Kohle, Öl und Holz sowie aus Dieselfahrzeugen, die nicht den neusten Abgasnormen entsprechen. Hauptquelle für Feinstaub sind Kraftwerke, Industrieprozesse, Straßenverkehr und Heizungen. Ozon bildet sich bei starker Sonneneinstrahlung aus Vorläufersubstanzen des Verkehrs und anderen Quellen.

Die Forschung zum Einfluss von Luftschadstoffen auf die Gesundheit hat in den letzten Jahren wesentliche Fortschritte gemacht. Mittlerweile sind klare Zusammenhänge insbesondere zwischen der Feinstaub-, Stickstoffdioxid- und Ozonbelastung und der Entstehung von Lungen- und Herz-Kreislauf-Erkrankungen belegt. Große Bevölkerungsstudien wie die KORA-Studienplattform des Helmholtz Zentrums München, die Heinz Nixdorf Recall Studie oder das Gesundheitsmonitoring des Robert Koch-Instituts haben dazu eine Fülle von Daten zusammengetragen.

Als bestätigt gilt demnach, dass die Reizgase Ozon und Stickstoffdioxid Entzündungsreaktionen auslösen können. So führen Belastungen mit Ozon und Stickoxiden zu mehr atemwegsbedingten Krankenhauseinweisungen, vor allem bei Patientinnen und Patienten mit Asthma oder der chronisch obstruktiven Lungenerkrankung (COPD). Auch tragen die Luftschadstoffe möglicherweise zur Entstehung der Atemwegserkrankungen bei.

Feinstäube, insbesondere die sehr kleinen Partikel mit einem Durchmesser von weniger als 2,5 Mikrometern (µm), dringen in die kleinen Atemwege und Lungenbläschen vor. Sie können Herz-Kreislauf-Erkrankungen, aber auch Krebs auslösen und letztlich die Lebenszeit der Betroffenen verkürzen. Neuere Studien geben sogar Hinweise auf einen Zusammenhang zwischen Feinstaubbelastung und Diabetes. 

Aber den Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern bereitet noch etwas Sorge: Im Zusammenspiel von verschiedenen Umweltfaktoren wie dem Verkehrslärm, dem Mix aus Luftschadstoffen und der Temperaturerhöhung durch den Klimawandel deutet vieles darauf hin, dass sich Umweltexpositionen in ihrer Wirkung gegenseitig noch verstärken. So könnte sich die Situation vor allem für die Stadtbevölkerung eher noch verschärfen. Forschende fordern daher neben vielen anderen Maßnahmen, den EU-Grenzwert für Feinstaub unter 2,5 µm zum Schutz der Gesundheit deutlich abzusenken. Stickoxidemissionen aus dem Verkehr ließen sich dem Umweltbundesamt zufolge durch hohe Abgasstandards und eine umweltverträgliche Verkehrsgestaltung verringern. Weitere Potenziale sieht die Behörde in Energiesparmaßnahmen, in einer besseren Energieeffizienz etwa durch verbrauchsarme Motoren und neue Antriebstechnologien oder im Einsatz emissionsfreier Energien. 

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Allergien

Wie gut ist die Luft, die wir atmen?

Ohne Luft um uns herum können wir nicht leben. Wir atmen sie ständig und mit ihr auch darin enthaltene Schadstoffe. Die bekanntesten und für die Gesundheit am relevantesten sind Feinstaubpartikel (PM10, PM2.5, ultrafeine Partikel), Stickstoffdioxid (NO2) und Ozon (O3). Die Hauptquellen von Luftschadstoffen sind der Verkehr, die Industrie, die Energieerzeugung und der Hausbrand.

Dr. Myriam Tobollik

Gesundheitswissenschaftlerin beim Umweltbundesamt

Feinstaubpartikel lösen Entzündungen und Stress in menschlichen Zellen aus, die zu akuten und chronischen Gesundheitsschäden führen können. Die Weltgesundheitsorganisation hat festgestellt, dass derzeit keine Feinstaubkonzentration benennbar ist, unterhalb derer eine schädigende Wirkung ausgeschlossen werden kann. Akute, über Stunden oder wenige Tage anhaltende Belastungen können zu Bluthochdruck, Herzrhythmusstörungen und zu vermehrten Krankenhauseinweisungen, meist aufgrund von Herz-Kreislauf-Erkrankungen, führen. Chronische Belastungen über einen Zeitraum von Monaten und Jahren können sich auf die Atemwege, das Herz-Kreislauf-System, den Stoffwechsel und das Nervensystem auswirken. Damit kann Feinstaub mitverantwortlich sein für Erkrankungen wie zum Beispiel Asthma bronchiale, Arteriosklerose, Diabetes mellitus Typ 2 oder Demenz, und eine erhöhte chronische Feinstaubbelastung führt zu einer erhöhten Gesamtsterblichkeit. Insbesondere für Menschen mit vorgeschädigten Atemwegen und für ältere Personen, aber auch für Kinder mit ihren in der Entwicklung befindlichen Atemwegen ist das Risiko gesundheitlicher Schäden durch Feinstaub erhöht. 

Stickstoffdioxid als Reizgas kann bei hohen Konzentrationen insbesondere zu obstruktiven, das heißt die Atemwege verengenden Atemwegserkrankungen wie Asthma bronchiale führen oder bestehende Atemwegserkrankungen verschlimmern. So kann Stickstoffdioxid die Wirkung von Allergenen auf allergisches Asthma verstärken. Hohe Stickstoffdioxidkonzentrationen führen zu vermehrten Krankenhauseinweisungen. Eine längerfristige Belastung kann zu einer erhöhten Gesamtsterblichkeit führen. Menschen mit Asthma sowie Kinder und ältere Menschen sind im Allgemeinen einem größeren Risiko für die gesundheitlichen Auswirkungen von Stickstoffdioxid ausgesetzt. Die gesundheitlichen Wirkungen von Ozon bestehen in einer verminderten Lungenfunktion, Atemwegsbeschwerden und der Gefahr der Ausbildung einer chronisch obstruktiven Lungenerkrankung. Bei körperlicher Anstrengung unter erhöhten Ozonkonzentrationen können sich diese Wirkungen verstärken. Empfindliche oder Personen mit vorgeschädigten Atemwegen wie zum Beispiel Personen, die an Asthma bronchiale leiden, sind besonders anfällig.

Belastungssituation in Deutschland

Die Konzentrationen von Feinstaub, Stickstoffdioxid und Ozon sind in den letzten Jahren in Deutschland kontinuierlich zurückgegangen. Dennoch liegen die derzeitigen Konzentrationen größtenteils über den aktuellen Empfehlungen der Weltgesundheitsorganisation. Diese hat im Jahr 2021 ihre Richtwerte zum Schutz der menschlichen Gesundheit aktualisiert. So soll der Jahresmittelwert für Feinstaub (PM2.5) 5 µg/m³ nicht überschreiten. Dies war jedoch bei 99 Prozent der Messstationen in Deutschland im Jahr 2020 der Fall. Gleiches gilt für den Tagesmittelrichtwert von 15 µg/m³. Im Fall von Stickstoffdioxid überschritten im Jahr 2020 83 Prozent der Messstationen den aktuellen Jahresmittelrichtwert von 10 µg/m³. Den Tagesmittelrichtwert von 25 µg/m³ überschritten 76 Prozent der Stationen. Bei Ozon lagen im Jahr 2020 fast alle Messwerte über den aktuellen lang- und kurzfristigen Richtwerten der Weltgesundheitsorganisation.

Wie gut ist also die Luft, die wir atmen?

Fazit: Die Luft, die wir in Deutschland atmen, ist in den letzten Jahren wesentlich besser geworden im Hinblick auf die Belastung mit Luftschadstoffen. Im Sinne des vorbeugenden Gesundheitsschutzes sollte die Belastung weiter reduziert werden.

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