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Ozon: Oben gut, unten schlecht

Während Hiobsbotschaften aus der Antarktis das Augenmerk auf das dortige Ozonloch lenken, will Umweltminister Klaus Töpfer mit strengeren Grenzwerten ein Zuviel an Ozon am Boden bekämpfen. In 30 bis 50 Kilometer Höhe bildet dieses Gas einen Schutzschild, der vor den UV-Strahlen der Sonne schützt – und damit auch vor Sonnenbrand, Hautkrebs und Augenkatarakten. In diesen Luftschichten ist Ozon daher ausdrücklich erwünscht.

Unerwünscht ist Ozon dagegen in Bodennähe. Dort bilden sich die Moleküle unter dem Einfluß energiereicher Strahlung – also vorwiegend im Sommer – aus Vorläufersubstanzen wie Stickoxiden (NOx) und ungesättigten Kohlenwasserstoffen. Beide Substanzen werden zum größten Teil durch den Kraftverkehr freigesetzt; der Anteil der Industrie an diesen Schadstoffen ist dagegen in den letzten Jahren rückläufig.

Die Ozonbildung am Boden soll vermieden werden, weil das Gas die menschlichen Atemwege reizt. Professor Michael Wagner vom Berliner Bundesgesundheitsamt warnt vor Hysterie, doch müsse man den kleinen Teil der Bevölkerung schützen, der auf Ozon besonders empfindlich reagiert.

Töpfer will nun bereits Alarm schlagen, wenn die Konzentration dieser Vorläufersubstanzen die Grenzwerte übersteigt. Berechnungen, die auf der komplizierten Chemie des Ozons beruhen, zeigen nämlich, daß beispielsweise ein Fahrverbot kaum noch wirksam ist, wenn die Ozongrenzwerte bereits überschritten sind.

Schwefeldioxid (SO2) spielt vor allem beim Wintersmog eine Rolle; das stinkende Gas, das bei fast allen Verbrennungsvorgängen frei wird, führt zu Kratzen im Hals und ist auch für den sauren Regen mitverantwortlich.

Die angestrebte Reduktion von Benzol und Dieselrußpartikeln soll dagegen die Belastung der Atemluft mit krebserregenden Substanzen verringern. Besonders Benzol, das in verhältnismäßig hohen Konzentrationen vorkommt, verursacht in Deutschland jährlich Tausende zusätzlicher Leukämiefälle.

(erschienen in „DIE WELT“ am 12. Oktober 1991 auf Seite 1)

Gesundheitsproblem Diesel

Der Diesel als Treibstoff der Zukunft? Jedem, der schon einmal das zweifelhafte Vergnügen hatte, auf engen Landstraßen stundenlang hinter einem Lkw her kriechen zu müssen, welcher unentwegt dichte Rußwolken ausstieß, muss diese Theorie Furchen der Skepsis auf die Stirn zaubern.

Derartige traumatische Erlebnisse seien Einzelfälle, die nicht den Blick auf die unbestrittenen Vorteile dieser Technologie trüben sollten, beschwichtigt die Diesellobby. Den eines ist sicher: mit herkömmlichen Otto-Motoren lassen sich die niedrigen Verbrauchwerte eines Diesels nicht erreichen. Pro gefahrenem Kilometer produzieren der Diesel deutlich weniger Kohlendioxid (C02) und weniger Stickoxide (NO) als die besten Ottomotoren heutiger Produktion.

Da C02 Hauptverursacher des Treibhauseffektes ist und Stickoxide nach einigen Zwischenreaktionen die Ozonkonzentrationen am Boden in die Höhe treiben können, bekam der Diesel auch flugs das Prädikat „umweltfreundlich“. Die Belohnung in Form einer deutlichen Steuerermäßigung für die „schadstoffarmen“ Fahrzeuge ließ nicht lange auf sich warten.

Eine andere Bewertung ergibt sich allerdings, wenn das Augenmerk auf die Emission von Partikeln (Ruß), Schwefeldioxid (SO2) oder die polyzyklischen aromatischen Kohlenwasserstoffe (PAH) gerichtet wird. Von all diesen Substanzen produziert der Diesel nämlich deutlich größere Mengen als der Ottomotor. „Von daher ist die Bewertung des Diesels als umweltfreundlich und steuerermäßigt nicht zu verstehen“, bilanzierte Dr. Uwe Heinrich vom Institut für Toxikologie und Aerosolforschung der Fraunhofergesellschaft. Auf einem Seminar der Gesellschaft für Strahlenforschung, das kürzlich in München stattfand, wurde eine ganze Reihe von Erkenntnissen präsentiert, die das Klischee vom sauberen Diesel zunichtemachen könnten.

„Die ganze Crux ist das Dieselrußpartikel“, so Heinrich. Diese winzigen Teilchen entstehen bei der unvollständigen Verbrennung des Treibstoffes. Ein Kern aus Kohlenstoffatomen bildet die Grundlage auf dem sich die PAH mit ihrem bekanntesten Vertreter Benzo(a)pyren absetzen. Ein Teil dieser Partikel wird nach dem Einatmen in der Lunge abgelagert und kann dort – zumindest bei Ratten – Tumoren hervorrufen.

Ein Oxidationskatalysator, wie er von einigen Automobilherstellern bereits serienmäßig angeboten wird, soll da Abhilfe bringen. Doch lassen sich die freigesetzten Partikeln mit heutiger Technologie nur um ein Zehntel reduzieren – in den Entwicklungsabteilungen der großen Konzerne wird darum auch unter Hochdruck an der Verbesserung des Diesel-Kats gearbeitet. In der Zwischenzeit verweist man zum Beispiel bei BMW darauf, dass die Menge an PAH, welche sich auf den Partikeln niederschlägt, drastisch reduziert sei. Die Diskussion verlagert sich dadurch auf die Frage, ob es die krebserregenden Mitglieder der PAH-Familie sind, die für die beobachteten Lungentumoren verantwortlich sind, oder ob andere Mechanismen für die Krebsentstehung verantwortlich sind.

Arbeiter nämlich, die an Kokereiöfen tätig waren, mussten PAH-Konzentrationen verkraften, die um ein Vielfaches über dem liegen, was Dieselmotoren freisetzen. Dennoch konnte für diese Bevölkerungsgruppe keine Vermehrung der Krebsfälle nachgewiesen werden. Ratten dagegen entwickelten Tumoren, nachdem sie gezwungen wurden, über längere Zeiträume hinweg verdünnte Dieselabgase in verhältnismäßig geringen Konzentrationen einzuatmen.

Eine interessante Entdeckung verwies die Wissenschaftler dann auf die „nackten“ Partikel als die eigentlichen Übeltäter: Die Tiere entwickeln nämlich Lungenkrebs auch dann, wenn sie nur Aktivkohle einatmen; feinverteilter Kohlestaub also ohne jegliche weiteren Schadstoffe. Möglicherweise verursacht dann die große Oberfläche des Dieselrußes biologische Reaktionen auf den Zellen der Lunge; der Reaktionsmechanismus wäre dann ähnlich dem von Asbestfasern, welche laut Statistik in Deutschland für jährlich mehr als 1000 Fälle von Lungenkrebs und anderen Tumoren verantwortlich sind.

Sollten sich die Hinweise dafür erhärten, dass die „nackten“ Rußpartikel auch beim Menschen krebserregend sind, dann bleibt für die Ingenieure der Automobilfirmen nur eine Lösung: Ein Rußfilter muss her. Derzeit allerdings sind diese Vorrichtungen noch so teuer, dass sich der Einbau nur bei Lastkraftwagen lohnt. Der Einkaufspreis eines Golf Diesel würde sich durch solch eine Maßnahme beinahe verdoppeln; ein Opfer, das auch umweltbewusste Kraftfahrer wohl kaum auf sich nehmen werden.

(erschienen in der WELT am 12. Dezember 1990)

Was ist daraus geworden? Der Artikel ist so alt, dass darin noch nicht einmal das Wort „Feinstaub“ auftaucht. Dies ist jedoch, wie man spätestens nach dem VW-Skandal wissen sollte, ein ziemlich großes Gesundheitsproblem geworden. Das Umweltbundesamt hat vorgerechnet, dass er deutschlandweit jährlich etwa 45000 Menschen das Leben kostet. „Schuld“ sind daran allerdings nicht mehr in erster Linie Dieselfahrzeuge, sondern unsere Heizungen, Kohlekraftwerke, die Landwirtschaft und der Straßenverkehr, auch durch den Abrieb von Reifen. Für Dieselmotoren gibt es seit ca. 15 Jahren Partikelfilter, sodass diese heute sogar deutlich weniger Rußpartikel hinterlassen, als ein moderner Ottomotor mit Direkteinspritzung (siehe z.B. diesen Beitrag im Deutschlandfunk).