Im Stadtverkehr, beim Heizen und sogar beim Düngen in der Landwirtschaft entsteht Feinstaub. Und weil die winzigen Partikel die Gesundheit schädigen können, gilt es, ihre Konzentrationen in der Luft möglichst gering und unterhalb der Grenzwerte zu halten. Das scheint allerdings weltweit nur bedingt zu gelingen, wie nun ein Forschungsteam in der Fachzeitschrift »The Lancet Planetary Health« berichtet. Der von der Weltgesundheitsorganisation (WHO) empfohlene Tageshöchstwert für Partikel der Größe PM2,5 wurde zuletzt im weltweiten Durchschnitt an 70 Prozent aller Tage überschritten. Nur 0,001 Prozent der Menschen leben demnach an Orten, an denen der empfohlene Jahreshöchstwert nicht übertroffen wird.

Als PM2,5 werden Feinstaubpartikel mit einem Durchmesser von weniger als 2,5 Mikrometern (tausendstel Millimeter) bezeichnet. Die Gruppe um Yuming Guo von der Monash University in Melbourne hatte die Feinstaubbelastung auf Basis von Messwerten und Computermodellen für die Jahre 2000 bis 2019 ermittelt. PM2,5-Partikel können teils bis in die Lungenbläschen und in die Blutbahn vordringen. Langfristige Feinstaubbelastung kann zu Herz-Kreislauf-Erkrankungen und Lungenkrebs führen.

Nach Angaben der WHO sterben jährlich rund sieben Millionen Menschen vorzeitig infolge von Luftverschmutzung. Gemäß den Daten der EU-Umweltagentur EEA starben allein in der EU im Jahr 2020 rund 240 000 Menschen durch die Luftbelastung mit Feinstaub in ihrer Umgebung vorzeitig.

Woher der Feinstaub kommt

Feinstaub entsteht dem Umweltbundesamt zufolge im Verkehr, in Kraft- und Fernheizwerken, durch Öfen und Heizungen sowie bei der Metall- und Stahlerzeugung. Er kann auch natürlichen Ursprungs sein – etwa als Folge von Bodenerosion. In Ballungsgebieten ist der Straßenverkehr die hauptsächliche Quelle. Hohe Konzentrationen stößt auch die Landwirtschaft aus: Die Emissionen gasförmiger Vorläuferstoffe, insbesondere die Ammoniakemissionen aus der Tierhaltung und der Ausbringung von Düngern, tragen zur sekundären Feinstaubbildung bei, wie es beim Umweltbundesamt und dem Thünen-Institut heißt.

Im Hinblick auf die aktuelle Studie spricht Roland Schrödner vom Leibniz-Institut für Troposphärenforschung in Leipzig von einem viel versprechenden Ansatz, der zumindest für die Regionen mit Messstationen plausible Daten liefere. Der Forscher, der selbst nicht an der Studie beteiligt war, gibt aber zu bedenken, dass die berücksichtigte Partikelgröße PM2,5 nur ein Kompromiss sei. Gesundheitsgefährdend seien hauptsächlich Partikel der Größe PM1, also mit einem Mikrometer oder weniger Durchmesser, die eine Untergruppe der Kategorie PM2,5 darstellen. Künftig könnten und müssten die Größenkategorien von Feinstaub genauer erfasst werden. Außerdem komme es auf die chemische Zusammensetzung an.

Die WHO hatte die empfohlenen Grenzwerte für PM2,5-Feinstaub im Jahr 2021 gesenkt, weil Studien gezeigt hatten, wie stark die Gesundheit der Menschen unter der Luftverschmutzung leidet. Für die mittlere jährliche Belastung wurde der Richtwert von zehn auf fünf Mikrogramm pro Kubikmeter Luft verringert. In Deutschland wurde dieser Wert im Jahr 2022 nach Angaben des Umweltbundesamts an fast allen der etwa 200 Messstationen überschritten.

Allgemein wird bei den Grenzwerten zwischen Tages- und Jahresmittelwerten unterschieden. In der Europäischen Union gilt für Feinstaub der Größe PM10 ein Tagesgrenzwert von 50 Mikrogramm pro Kubikmeter Luft, der an einer Messstation nicht öfter als an 35 Tagen im Jahr überschritten werden darf. Der zulässige Jahresmittelwert für diese Sorte von Feinstaub liegt bei 40 Mikrogramm pro Kubikmeter. Für die Partikelgröße PM2,5 gilt europaweit ein Grenzwert von 25 Mikrogramm pro Kubikmeter im Jahresmittel. Im Vergleich setzt die WHO deutlich niedrigere Jahresmittelwerte an: für PM10 bei 15 Mikrogramm pro Kubikmeter und für PM2,5 bei 5 Mikrogramm pro Kubikmeter. Die EU plant allerdings eine Verschärfung der Grenzwerte, wie sie 2022 bekannt gab.

Ein Computermodell half, die weltweite Feinstaubbelastung zu messen

»Eine Fülle von Beweisen hat die nachteiligen Auswirkungen einer kurzfristigen und langfristigen Exposition gegenüber PM2,5 in der Umgebungsluft auf die menschliche Gesundheit gestützt, selbst bei niedrigen PM2,5-Konzentrationen«, schreiben Guo und sein Team in ihrer Studie. Das Team hatte Feinstaub-Messwerte von 5446 Stationen in 65 Ländern als Basis für ein Computermodell genommen, das den weltweiten Transport von Substanzen durch die Luft nachbildet. Ergänzt um Daten zu Wetter, Klima, Landnutzung und geografischen Gegebenheiten wurde die weltweite tägliche PM2,5-Feinstaubbelastung mit einer Auflösung von etwa zehn mal zehn Kilometern berechnet. Die Forscher gehen davon aus, dass ihr Modell auch realistische Werte für die Regionen liefert, in denen keine Messstationen stehen.

Für den Zeitraum 2000 bis 2019 wurde ein weltweiter PM2,5-Jahresdurchschnitt von 32,8 Mikrogramm pro Kubikmeter Luft ermittelt. Am höchsten lag der Wert demnach mit etwa 50 in Ostasien, genauer in China, gefolgt von Südasien mit 37,2 und Nordafrika mit 30,1. Die niedrigsten Werte wiesen Australien und Neuseeland mit 8,5, das übrige Ozeanien mit 12,6 und Südamerika mit 15,6 auf. Der von der WHO empfohlene Tageshöchstwert von 15 Mikrogramm pro Kubikmeter Luft wurde weltweit an mehr als 70 Prozent aller Tage überschritten, in Ost- und Südasien sogar an mehr 90 Prozent aller Tage.

Einen Rückgang der Feinstaubbelastung gab es der Analyse zufolge in Europa sowie in einigen Regionen Nordamerikas und Afrikas. In Europa wurde der empfohlene Tageshöchstwert im Jahr 2000 noch an knapp 60 Prozent aller Tage überschritten, 2019 waren es nur noch 25 Prozent aller Tage. In Nordeuropa lagen die Werte dabei deutlich niedriger als in den übrigen Regionen des Kontinents. (dpa/kas)