Verkehr emittiert viele kleinste Partikel

Forscher des Helmholtz-Zentrums Hereon haben im vergangenen Jahr
Luftmessungen an verschiedenen verkehrsrelevanten Orten in Hamburg
vorgenommen und dazu Modellierungen für die ganze Stadt erstellt. Das
Ergebnis: Die Belastung durch ultrafeine Partikel (UFP), die generell als
gesundheitsgefährdend eingestuft werden, ist lokal sehr hoch und weist in
der Nähe von Fähren ähnlich hohe Werte wie an viel befahrenen Straßen auf.
Die Ergebnisse der Studie sind im Fachjournal Toxics erschienen und lassen
sich auf andere Hafenstädte übertragen.

Das Fähre-Fahren ist in Hamburg Kult. Einheimische genießen dabei die
Entschleunigung. Touristen nutzen es als preiswerte Alternative zur großen
Hafenrundfahrt. Verborgen bleiben auf dem Wasser jedoch die besonders
hohen Konzentrationen von ultrafeinen Partikeln, die Hereon-Forscher vom
Institut für Umweltchemie des Küstenraumes aus Geesthacht in der Luft
gemessen und deren Verteilung in der Stadt sie mit Modellen berechnet
haben.

„Allgemein gelten ultrafeine Partikel als gesundheitsbelastend. Das Risiko
muss jedoch noch genauer erforscht werden, weshalb wir zunächst die
Verteilung dieser Partikel in Hamburg untersucht haben“, sagt Dr. Matthias
Karl vom Helmholtz-Zentrum Hereon, der als Geoökologe und
Anwendungsentwickler federführend an der Studie beteiligt war, und deren
Veröffentlichung in Toxics über die Grenzen Hamburgs hinaus Beachtung
findet.

Methodisches Heranpirschen

Schon vom Anleger für Kreuzfahrtschiffe oder Containerriesen ist die
Problematik bekannt: Die Belastung durch ultrafeine Partikel (UFP), die
durch den Betrieb von Dieselmotoren entstehen und freigegeben werden. Auch
im Straßenverkehr, durch den Luftverkehr und im Winter durchs Heizen mit
Öl oder Holz wird die Luft damit belastet. Die Hereon-Wissenschaftler
nahmen an wichtigen Verkehrsknotenpunkten in Hamburg zunächst
Luftmessungen vor. „Man braucht hierfür den richtigen Ort, wo sich die
Partikel gut messen lassen. Über die Verteilung von Luftschadstoffen haben
wir für Hamburg inzwischen wesentliche Kenntnisse in bereits
durchgeführten Modellstudien gewonnen“, sagt Dr. Martin Ramacher,
Nachwuchsgruppenleiter am Hereon-Institut für Umweltchemie des
Küstenraumes.

Die Messungen machten die Forschenden seit Februar 2021 an fünf Tagen an
der Max-Brauer-Allee, an der Sternschanze, in Neugraben und am Fähranleger
Övelgönne. Die technische Ausstattung dafür war das tragbare Gerät P-TRAK,
ein Partikelzähler für ultrafeine Partikel. Diese sind kleiner als 100
Nanometer oder anders ausgedrückt: Ein Tausendstel des Durchmessers eines
menschlichen Kopfhaares. Ab sieben Nanometern Größe schlägt das Gerät an.
Die Echtzeitmessungen wurden schließlich mit einer Modellierung ergänzt,
um aus punktuellen Messungen ein umfassenderes Bild zu erzeugen. Da die
Belastung der Luft auch sehr vom Wetter abhängt, wurden Ergebnisse von
Wettermodellen des Deutschen Wetterdienstes für Hamburg zugrunde gelegt.
„Das Wetter ist ein entscheidender Faktor. Wenn es etwa – wie in Hamburg –
häufig windig ist, können die UFP schneller aus der Stadt getragen
werden“, sagt Marvin Lauenburg, der die Messkampagne vorbereitet,
umgesetzt und ausgewertet hat.

Das Ergebnis der Forscher ist dennoch eindeutig: Die Konzentration der
kleinen Partikel ist in Hamburg auf hohem Niveau. Die Messungen zeigten
Konzentrationen im Bereich von 15.000 bis 30.000 Partikeln pro
Kubikzentimeter an den Fähranlegern und an den Straßenverkehrsstandorten.
Die städtischen Hintergrundkonzentrationen liegen zumeist bei 4.000 bis
12.000 Partikeln pro Kubikzentimeter, während die regionalen
Hintergrundkonzentrationen im Bereich von wenigen 1000 Partikeln pro
Kubikzentimeter sind. Das bedeutet:  Die Konzentrationen ultrafeiner
Partikel liegen am Fähranleger und in Straßennähe des Hamburger Zentrums
um das Fünf- bis Zehnfache über den Konzentrationen in der regionalen
Umgebung von Hamburg. Für die Anzahlkonzentrationen von UFP gibt es im
Gegensatz zu etwa Feinstaub bisher noch keinen festgelegten Grenzwert.
Dies liegt vor allem daran, dass die notwendigen Informationen zur
Belastung durch UFP nur begrenzt vorliegen.

Prognosen für die Zukunft

„Ich war noch nie an einer Studie beteiligt, die von der Feldforschung bis
zur Veröffentlichung der Ergebnisse so schnell vorankam“, sagt Matthias
Karl. Zudem lassen sich die Ergebnisse gut auf andere Hafenstädte
übertragen. Je robuster die Wetterdaten, desto näher kommen die
modellierten UFP-Konzentrationen an Messungen heran.

Die Gesundheitsgefahren von ultrafeinen Partikeln sind noch nicht genau
erforscht. Zahlreiche Studien und auch das Umweltbundesamt weisen aber auf
die möglichen Gesundheitsgefahren durch diese sehr kleinen Partikel hin,
die besonders tief in die Lunge eindringen und von dort in den
Blutkreislauf gelangen können. Klar ist in jedem Fall, dass mehr Forschung
nötig ist. In Zukunft wollen die Hereon-Forscher daher ähnliche
Modellierungen für den Flughafen Frankfurt in der Rhein-Main-Region und
für die Großstadt Berlin vornehmen. In Zusammenarbeit mit Forschenden des
UKE Hamburg sollen dabei für Hamburg und Berlin auch die damit verbundenen
Gesundheitsgefahren genauer betrachtet werden.

Insgesamt gilt für alle Quellen ultrafeiner Partikel wie Straßenverkehr,
Flugzeuge oder Schiffe: Nur sehr gute Abgasreinigungssysteme und
alternative, verbrennungsfreie Antriebe sind in der Lage, die Gefahren für
den Menschen herabzusenken - damit Einwohner und Reisende gefahrlos atmen
können.