Was sind Stickoxide und wie schädlich sind sie?

Was sind Stickoxide?

Stickstoffoxid – kurz Stickoxid - ist eine Sammelbezeichnung für verschiedene gasförmige Verbindungen, die aus den Atomen Stickstoff (N) und Sauerstoff (O) aufgebaut sind. Die beiden wichtigsten Verbindungen sind Stickstoffmonoxid (NO) und Stickstoffdioxid (NO2), meist zusammengefasst als NOₓ.Anteile der Verursachersektoren an NOx Emisionen in Österreich 2015

Wie entstehen sie und welche Rolle spielt dabei der Verkehr?

Stickoxide gehören zu den sogenannten reaktiven Stickstoffverbindungen, sie entstehen durch die Verbrennung fossiler Energieträger und können zu einer Vielzahl von negativen Gesundheits- und Umweltwirkungen führen.

Der mit Abstand größte Verursacher ist der Verkehr, wobei Diesel-Pkw innerstädtisch den größten Anteil ausmachen. Im Gegensatz zu Industrieabgasen, die über hohe Schornsteine ausgestoßen werden, gelangen Abgase des Verkehrs in Bodennähe in die Luft und haben daher für die menschliche Gesundheit besonders schwerwiegende Folgen.

Siehe auch: EU-Grenzwert für Stickstoffdioxid wurde in Österreich im Vorjahr an 11 Messstellen überschritten

Was ist so schädlich an Stickoxiden und welche Gesundheitsfolgen haben sie?

Stickoxide sind die Vorläufersubstanzen von Feinstaub und von Ozon. Sie sind deshalb indirekt mitverantwortlich für eine großräumige Belastung durch Feinstaub und führen, zusammen mit Kohlenwasserstoffen, zur Bildung von Ozon. Ozon ist die Hauptsubstanz des schädlichen Smogs, der zu Augenbrennen, Schädigungen der Lunge und schweren Reizungen der Atemwege führt. Zudem sind Stickstoffoxide auch mitverantwortlich für die Versauerung von Böden und Gewässern.

Siehe auch: Was ist Feinstaub

Für den Menschen besonders schädlich ist allerdings auch die direkte Wirkung des ätzenden Reizgases NO2; es schädigt das Schleimhautgewebe im gesamten Atemtrakt und reizt die Augen. Durch die dabei auftretenden Entzündungsreaktionen verstärkt es die Reizwirkung anderer Luftschadstoffe zusätzlich. Ist man NO2 kurzfristig ausgesetzt, führt dies nicht nur zu erhöhter Sterblichkeit, sowie zu Anstiegen von allergischen Reaktionen, sondern auch zur Verschlimmerung von Asthma, klinisch relevanten Anstiegen in der Empfindlichkeit der Atemwege und Notaufnahme-Besuchen wegen asthmatischer Beschwerden. 

Besonders gefährdete Personengruppen

Eine länger andauernde, hohe Konzentration von NO2 kann zur Entwicklung von Asthma, sowie Neuerkrankungen von Asthma bei Kindern führen.

Für welche Gruppen ist NOₓ besonders schädlich?

Besonders Kinder, ältere Menschen und Personen mit Asthma sind gefährdet. Bereits jedes zehnte Kind leidet an Asthma – Tendenz steigend.

Sind Stickoxide unschädlich, wenn die Belastung unter dem Grenzwert liegt?

In der EU liegt der Jahresgrenzwert für den Schutz der menschlichen Gesundheit bei 40 μg/m³ (Mikrogramm pro Kubikmeter) NO2 im Jahresmittel. Österreich hat sich selbst einen strengeren Wert von 35 μg/m³ (inkl. 5 μg/m³ Toleranzmarge) NO2 im Jahresmittel gesetzt. Doch schon bei jährlichen Konzentrationen unter 20 μg/m³ im Jahresmittel gibt es laut WHO erwiesene Zusammenhänge mit negativen Effekten auf die Gesundheit der Bevölkerung. Aktuelle Studien weisen darauf hin, dass es für NO2 keinen Schwellenwert gibt, unterhalb dessen gesundheitliche Auswirkungen ausgeschlossen werden können. Somit muss auch bei niedrigen NO2-Werten unter 10 μg/m3 von negativen Auswirkungen auf die Gesundheit ausgegangen werden.

Was ist der Unterschied zwischen Außenluft- und Arbeitsplatzgrenzwerte für NO2?

Der Wert für die sogenannte maximale Arbeitsplatzkonzentration (MAK) ist mit 6 mg/m³ NO2 vermeintlich viel höher als der derzeitig, von der WHO empfohlene Wert für Außenluft. Die MAK gilt jedoch nur für Arbeitende an Industriearbeitsplätzen und im Handwerk, bei denen aufgrund der Verwendung oder Erzeugung bestimmter Arbeitsstoffe eine erhöhte Stickstoffdioxid-Belastung zu erwarten ist – zum Beispiel bei Schweißvorgängen, bei der Dynamit- und Nitrozelluloseherstellung oder bei der Benutzung von Dieselmotoren. Der Arbeitsplatzgrenzwert hat unter anderem einen anderen Zeit- und Personenbezug als der Grenzwert für die Außenluft: Der Wert gilt für gesunde Arbeitende an acht Stunden täglich und für maximal 40 Stunden in der Woche. Die Arbeitnehmenden, die berufsbedingt Schadstoffen ausgesetzt sind, erhalten zusätzlich eine arbeitsmedizinische Betreuung und befinden sich somit unter einer strengeren Beobachtung als die Allgemeinbevölkerung.

Dem NO2 in der Außenluft sind hingegen alle Menschen rund um die Uhr ausgesetzt. Empfindliche Personen wie Kinder, Schwangere, alte Menschen oder Menschen mit Vorerkrankungen, wie Asthma, reagieren wesentlich sensibler auf Umwelteinflüsse. Daher ist es unstrittig, dass Arbeitplatzgrenzwerte nicht für die Umwelt anwendbar sind.

Was ist der Unterschied zwischen Emission und Immission?

Die Emission misst das Gewicht der ausgestoßenen Schadstoffmenge, unabhängig davon, ob in einem unbewohnten Gebiet oder in dichtbesiedelten Städten. Immission misst, wie viele Schadstoffe in der Luft enthalten sind - also in unserer Atemluft. Und das ist aus Gesundheitssicht entscheidend.

Durchschnittliche reale Abgasemissionen von Diesel-Pkw verschiedener Schadstoffklassen

Welche Kfz haben hohe Stickoxid-Emissionen?

Diesel-PKW überschreiten die Euro-Grenzwerte für Stickstoffdioxid (NOx) auf der Straße noch deutlich stärker als bislang angenommen. Österreich hat aufgrund der hohen Anzahl an Diesel-Pkw besonders große Probleme. Die Abgasvorschriften sind für Diesel-Pkw nämlich weniger streng als für Benzin-Pkw. Verschärft wird das Problem dadurch, dass die Diesel-Pkw (Euro 4 und Euro 5) im realen Fahrbetrieb zwei- bis dreimal so viele Stickoxide emittieren als die Abgasnorm vorschreibt.

Unterhalb der im Labor üblichen 20 bis 30 Grad Celsius steigen die NOₓ-Emissionen mit sinkender Außentemperatur stark an. Am schmutzigsten sind unter Berücksichtigung dieses Temperatureffektes Euro-5-Diesel-PKW; sie liegen bei durchschnittlich 906 mg NOₓ/km (403 Prozent über dem Grenzwert von 180 mg NOₓ/km). Bei Euro-4 sind es durchschnittlich 674 mg NOₓ/km. Dies zeigt leider, dass Euro-5 Pkw noch schädlicher sind als alle anderen zuvor.

 

Diesel-Schwerfahrzeuge, wie Lkw, Traktoren oder Busse, haben strengere Vorschriften des Schadstoff-Ausstoßes und unterliegen genaueren Überprüfungsmethoden. Die Abgasreinigung bei diesen funktioniert deshalb viel besser als bei Diesel-Pkw und die Grenzwerte von Diesel-Schwerfahrzeugen werden auch im realen Straßenverkehr eingehalten.

Sind die modernen Euro-6 Pkw wirklich sauber?

Emissionsfaktoren NOx innerorts Diesel-Pkw je Abgasklasse 2005-2025

Bei aktuell zugelassenen Euro-6-Diesel-Pkw gibt es immer noch keinen verbindlichen „RDE-Straßentest (RDE = Real Driving Emissions)“. Den Laborwerten kann also immer noch nicht vertraut werden, da der Realausstoß im Fahrbetrieb im Mittel 507 mg NOₓ/km beträgt (Grenzwert: 80 mg NOₓ/km) also sogar um mehr als den Faktor 6 über dem Grenzwert liegt. Je nach Größe oder Fahrzeugmodell können neue Euro-6-Diesel-Pkw (bis Euro-6d Temp) somit sogar mehr Schadstoffe emittieren als alte. Mehr denn je braucht es eine schnelle Entlastung der Menschen, die unter den Folgen der viel zu hohen Dieselabgase leiden.

Die Abbildung rechts zeigt die NOₓ-Emissionsfaktoren innerorts von Diesel-Pkw je Abgasklasse 2005-2025.

Welche Maßnahmen reduzieren die Entstehung von Stickstoffoxid?

Längst überfällig ist die Abschaffung der Steuerbegünstigungen für Diesel. Zudem empfiehlt der VCÖ, die Lkw-Maut auszuweiten, Umweltzonen und City-Mauten einzurichten, den Öffentlichen Verkehr weiter auszubauen und die Bedingungen für das Gehen und Radfahren zu verbessern.

Auch niedrigere Tempolimits reduzieren den Stickoxid-Ausstoß: Bei Tempo 130 wird um 64 Prozent mehr Stickoxid ausgestoßen als bei Tempo 100. Bei 80 km/h verursacht die durchschnittliche Pkw-Flotte um rund 15 Prozent weniger Stickoxid-Emissionen als bei 100 km/h, leichte Nutzfahrzeuge haben bei Tempo 80 sogar im Schnitt um 28 Prozent niedrigere Emissionen. Generell gilt: Kleine Autos sind schadstoffärmer und umweltfreundlicher als große.

Weiterführende Links:

Umweltbundesamt

WHO-Bericht (2013): Überprüfung von Beweisen zu gesundheitlichen Aspekten der Luftverschmutzung

US-EPA Bericht (2016): Integrierte wissenschaftliche Beurteilung von Stickstoffoxiden

 

Zurück zur Übersicht