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Prof.Dr Alexander Vogel forscht für bessere Luftqualität an der Goethe-Universität. Er sieht die Autohersteller in ihrem Umgang mit Stickoxiden kritisch und warnt vor den Gefahren von Holzfeuerungen.

Montagsinterview

Umweltforscher fordert kostenfreien ÖPNV 

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Prof. Alexander Vogel leitet die AG Atmosphärische Umweltanalytik der Goethe-Universität. Sie erforscht die Entstehung von Feinstaub in der Atmosphäre. Unter anderem hat daran auch das umstrittene Stickoxid einen Anteil. Unser Redakteur Thomas J. Schmidt hat sich mit Vogel über seine Arbeit unterhalten.

Sie haben den Adolf-Messer-Stiftungspreis bekommen für Ihre Forschung. Sie untersuchen, wie Feinstaub in der Atmosphäre entstehen kann. Erklären Sie es doch bitte . . .

PROF. ALEXANDER VOGEL: Man weiß, Feinstaub kann durch natürliche oder durch anthropogene, also menschliche Emissionen entstehen. Primärer Feinstaub stammt aus Quellen wie zum Beispiel die Verbrennung. Sekundärer Feinstaub entsteht erst in der Atmosphäre durch die Oxidation gasförmiger Vorläufer. Wenn man sehr weit von der Zivilisation entfernt ist und misst Feinstaub, dann kann dieser nur aus natürlichen Quellen stammen. In der Stadt hingegen ist es anders. Dort besteht insbesondere sekundäre Feinstaub aus ganz anderen chemischen Molekülen.

Was ist denn dann Feinstaub? Ein Festkörper? Eine Flüssigkeit?

VOGEL: Feinstaub ist eine Suspension von flüssigen oder festen Partikeln in der Luft. Man bezeichnet dies auch als Aerosol. Oft sind die Partikel halbfest, verhalten sich mal wie ein Festkörper, mal sind sie so zähflüssig wie Honig.

Was interessiert Sie daran?

VOGEL: Mich interessiert die chemische Zusammensetzung der Partikel. Wir wissen mittlerweile gut, wie Aerosolpartikel aus natürlichen gasförmigen Vorläufern durch atmosphärische Oxidation entstehen. Was wir nicht so gut wissen ist, was die relevanten gasförmigen Vorläufer in der Stadt sind. Teilweise gibt es selbst in der Stadt natürliche Quellen der Vorläufermoleküle. Bäume etwa senden organische Kohlenwasserstoffe aus, die in der Atmosphäre oxidiert werden. Was ich untersuchen möchte ist, wie organische Vorläufer mit anorganischen Schadstoffen wechselwirken. Also etwa mit den Stickoxiden.

Ganz kurz: Organisch ist alles mit Kohlenstoff. Anorganisch ist alles ohne Kohlenstoff. Richtig?

VOGEL: Ja. Stickoxide etwa sind anorganische Verbindungen, aber sie können sich in der Atmosphäre mit organischen Substanzen reagieren und dann etwa organische Nitrate bilden.

Nitroaromaten sind höchst gesundheitsgefährdend

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Ist das schädlich?

VOGEL: Teilweise sind diese Verbindungen gesundheitsgefährdend oder sogar krebserregend. In Holzfeuerungen entsteht sehr viel organischer Feinstaub. Hier werden polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe emittiert. Die Reaktion dieser Verbindungen mit Stickoxiden erzeugt etwa Nitroaromaten, welche höchst gesundheitsgefährdend sind.

Aber Holzfeuerungen sind so alt wie die Menschheit. Wieso gehen jetzt auf einmal die Alarmglocken an?

VOGEL: Aber wie alt sind die Menschen früher geworden? Man weiß, es ist ein großes Problem. In Indien feuern die Menschen heutzutage noch in Innenräumen mit Holz und man weiß, dass die Feuerung die Hauptursache für vorzeitige Todesfälle ist. Gerade in den Entwicklungsländern sind diese Probleme natürlich größer als bei uns.

Ein Problem zurzeit ist ja gar nicht der Feinstaub, sondern das Stickoxid. In den USA ist der Grenzwert 100 Mikrogramm, bei uns 40 Mikrogramm. Sind Stickoxide wirklich so gefährlich?

VOGEL: Es gilt das Vorsorgeprinzip. Stickoxide bilden ja in der Atmosphäre weiter Feinstaub, der dann gefährlich werden kann. Und NOx ist auch ein Vorläufer für Ozon. Wenn man die Ozonbelastung reduzieren will, muss man Stickoxide und flüchtige organische Kohlenwasserstoffe reduzieren. Auf dem Land hat man natürlicherweise organische Kohlenwasserstoffe, die man nicht reduzieren kann. Also muss man die Emissionen von Stickoxiden reduzieren.

Trotzdem, wahrscheinlich war die Luft in den Städten in den vergangenen Jahrhunderten – 200, 300, 400 Jahre zurück – noch nie so gut wie heute. Weil die Leute früher mit Holz und Kohle geheizt haben, sie haben Ruß und Feinstaub und Stickoxide eingeatmet. Sie wussten es nur nicht.

VOGEL: Für die europäischen Städte stimme ich Ihnen zu. Man kennt Bilder des London Smog aus dem Winter 1952, oder die damalige Situation im Ruhrgebiet. Das war viel schlimmer, vergleichbar mit der heutigen Situation in China oder Indien. Aber man kennt auch die schlechte Luft in Paris, wo man bei entsprechendem Smog Autos aus der Innenstadt aussperrt.

Grenzwerte für Stickoxide aufzuweichen, ist problematisch

Also gut, wenn die Chinesen oder die Inder ihre alten Diesel verbieten, einverstanden. Aber wir mit unserer sauberen Stadtluft heutzutage?

VOGEL: Es gibt den Grenzwert von 40 Mikrogramm pro Kubikmeter für Stickoxide, und der muss eingehalten werden. Wenn die Kanzlerin jetzt kurzfristig im hessischen Wahlkampf den Grenzwert aufweichen wollte, halte ich dies aus mehreren Gründen für sehr problematisch.

Aber man sieht jetzt, was es für Folgen hat, wenn man den Diesel aussperrt. Die Schiene ist ja gar nicht darauf ausgelegt, jetzt noch Tausende von Pendlern zusätzlich reinzufahren nach Frankfurt. Es ist ein Riesenproblem.

VOGEL: Es gibt viele Menschen, die aufs Auto angewiesen sind. Ich finde es von der Autoindustrie bedenklich, dass der Ausstoß von Stickoxiden nicht durch die entsprechenden Maßnahmen gesenkt wurde, obwohl es technisch machbar ist.

Reden wir noch mal über den Feinstaub. Wie sieht es hier mit den Grenzwerten aus?

VOGEL: Es gibt den Grenzwert für PM10. Dies umfasst alle Partikel kleiner als zehn Mikrometern groß, ein hundertstel Millimeter. Der Grenzwert von 40 Mikrogramm pro Kubikmeter Luft im Jahresmittel wird in den meisten Städten eingehalten, auch dank der Partikelfilter. Seit September sind auch Partikelfilter für neue Benziner Vorschrift. Benziner ohne Partikelfilter stoßen sehr viel Ultrafeinstaub aus.

In der Partikelemission ist der Diesel besser als der Benziner

Was ist denn Ultrafeinstaub?

VOGEL: Ultrafeinstaub ist noch hundert Mal kleiner als PM10-Feinstaub. Wir sind in Größen von kleiner als einem tausendstel Millimeter. Die Teilchen sind so fein, sie haben fast keine Masse und sind daher quasi nicht reguliert. Der Ultrafeinstaub gelangt jedoch sehr effektiv in den Körper. Über dessen Quellen und die chemische Zusammensetzung weiß man jedoch noch viel zu wenig.

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Da sprechen wir aber jetzt vom Benzinmotor.

VOGEL: Ultrafeinstaub hat verschiedene Quellen. Aber man weiß, dass der Benziner viel Ultrafeinstaub emittiert. Bezüglich der Partikelemissionen ist der Diesel besser als der Benziner.

ÖPNV sollte kostenlos sein - und die Infrastruktur für Fahrradfahrer besser

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Haben Sie Vorschläge, wie eine Stadt wie Frankfurt auf ein vielleicht doch drohendes Fahrverbot reagieren könnte?

VOGEL: Der ÖPNV sollte kostenlos sein, wie etwa in Tallin. 365-Euro-Tickets sind schon mal ein Anfang, ein Euro pro Tag.

Täglich kommen 250 000 Pendler mit dem Auto in die Stadt. Die Züge sind ja jetzt schon voll...

VOGEL: Auch die Autobahnen sind morgens verstopft. In der Stadt kann man Fahrrad fahren.

Sollte man den Städtern das Auto verbieten? Sie haben den ÖPNV ja vor der Tür, und die Fahrradfahrt ist für die meisten zumutbar.

VOGEL: Das glaube ich nicht, manchmal braucht man das Auto. Ich habe auch eines. Aber man kann wie in der Schweiz oder in Amsterdam und Kopenhagen die Infrastruktur für Fahrradfahrer verbessern.

Was werden Sie in den kommenden sechs Jahren erfo rschen?

VOGEL: Wir sammeln Feinstaub auf Filtern und können diese im Labor auf ihre chemische Zusammensetzung untersuchen. Noch wenig erforscht ist die Chemie zwischen den organischen Vorläufern und den Spurengasen wie Stickoxiden, Ammoniak oder Schwefeloxiden.

?Über den Ultra-Feinstaub weiß man noch wenig?: Alexander Vogel (l.) im Gespräch mit Redakteur Thomas J. Schmidt.

Zum Verständnis: Was hinten bei meinem Auspuff herauskommt, das ist fertiger Feinstaub?

VOGEL: Partikel aus dem Auspuff ist der sogenannte primäre Feinstaub. Aber die Gase die emittiert werden haben das Potenzial, sekundären Feinstaub zu bilden. Es gibt Studien, die behaupten, dass selbst in chinesischen Großstädten 80 Prozent des Feinstaubs sekundär gebildet wird.

Was erforschen Sie?

VOGEL: Ein Partikel besteht aus Tausenden Substanzen. Ich habe als Post-Doktorand untersucht, wie verschieden sekundärer Feinstaub aus natürlichen Quellen oder in Großstädten wie Zürich oder Los Angeles zusammengesetzt ist. Bei vielen Molekülen kennt man noch gar nicht deren Quellen.

Wie geschieht das?

VOGEL: Wir wollen mit massenspektrometrischen Methoden aufklären, wie die Zusammensetzung verschiedener Proben ist, was die relevanten organischen Vorläufergase und was deren Oxidationsprodukte sind. Dazu müssen wir Proben sammeln und dann müssen wir im Labor Experimente machen, um zu sehen, ob der Feinstaub wirklich so entsteht, wie wir denken.

Wie lange bleibt denn der Ultrafeinstaub in der Luft?

VOGEL: Das kommt auf die Größe der Partikel an. Die ganz kleinen Feinstäube leben nicht lange, sie reagieren mit anderen Stoffen und lagern sich an größere Partikel an. Die um 100 Nanometer Größe bleiben bis zu einer Woche in der Atmosphäre, bis sie ausgewaschen werden. Größere Partikel sedimentieren wieder recht schnell, so dass sie etwa ein bis zwei Tage in der Atmosphäre verweilen.

Was würden Sie jemandem empfehlen, der sich ein Auto kaufen will? Diesel? Benziner? Elektro? Gas?

VOGEL: Ich weiß, man kann nicht alles mit dem Fahrrad machen. Andererseits: Braucht man wirklich ein SUV, um das Kind zur Schule zu fahren oder einzukaufen? Geht dies nicht auch mit dem Schulbus oder mit Carsharing? Als Neuanschaffung würde ich mir ein möglichst kleines Auto kaufen, am besten mit Erdgas. Es verbraucht wenig, verbrennt sauber, und bei Elektroautos ist das Problem, dass diese sehr teuer sind und die Herstellung der Batterie energieintensiv ist. Inzwischen gibt es sogar Erdgas aus regenerativen Quellen, Biogas. Ganz sauber sind Gasautos auch nicht, aber sehr viel sauberer als Benziner oder Diesel. Trotzdem führt kein Weg an einer Verkehrswende in den Städten vorbei.

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