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3.4 Wirkung von DieselAbgas, Auswirkung des Einsatzes von Partikelfiltern

Partikel, deren wichtigste Quelle Kfz mit Dieselmotor sind, werden in dem Umweltgutachten 2002 des Rates von Sachverstaendigen für Umweltfragen als das derzeit wichtigste Problem der Luftverschmutzung angesehen [3]. Der Anteil der Dieselmotoremissionen an partikelfoermigem Kohlenstoff wird in Deutschland auf durchschnittlich 84 % geschaetzt. In Staedten liegt dieser Wert über 90 %. Der Partikeldurchmesser der meisten Dieselrusspartikel umfasst den Groessenbereich von 0,02 μm bis 0,5 μm.
Es kann als gesichert gelten, dass inhalierbarer und lungengaengiger Schwebstaub, gemessen als Partikelmasse PM 10 und PM 2,5, sowohl bei Kurzzeitexpositionen als auch bei Langzeitexpositionen adverse Einflüsse auf die Morbiditaet und Mortalitaet durch Atemwegserkrankungen und HerzKreislaufErkrankungen hervorrufen kann. Darueber hinaus wird die Gesamtsterblichkeit und damit die Lebenserwartung beeintraechtigt. Es gibt ernst zu nehmende Hinweise, dass diese Effekte auch durch ultrafeine Partikel (PM 0,1 ) ausgeloest werden. Aus den vorliegenden Untersuchungen zur gesundheitlichen Relevanz der Feinstaeube ergibt sich die Notwendigkeit, die FeinstaubEmission zu minimieren und die Immissionsbelastung zu begrenzen [3]. Die Kanzerogenitaet – bezueglich des Lungenkrebsrisikos– von Dieselruss konnte im Tierversuch nachgewiesen werden. Auch die Belege für eine Kanzerogenitaet beim Menschen haben in den letzten Jahren zugenommen.
Ein relativer Anstieg der Sterblichkeit, von Krankenhausaufnahmen aufgrund von Atemwegserkrankungen, Angaben zum Gebrauch von Bronchodilatoren, Husten und Symptomen der unteren Atemwege und Veraenderungen der Lungenfunktion (Peak Expiratory Flow, PEF) kann mit einem gemessenen Anstieg von PM 10 oder PM 2,5 assoziiert werden. Zur Illustration ist in Abb. 11 eine Schaetzung dafuer abgegeben, wie sich eine drei Tage anhaltende Episode mit täglichen Konzentrationen von 50 und 100 μg/m³ PM 10 in einer Bevoelkerung von 1 Million Personen auswirken kann.
Der aktuelle Stand der Erkenntnisse zur Partikelwirkung wurde vom Health Effects Institute (HEI) im April 2002 veroeffentlicht (Abb. 12). Der grundsaetzliche Zusammenhang zwischen erhoehten Partikelkonzentrationen in der Umgebungsluft und bestimmten Krankheitsbildern bis hin zu einer erhoehten Mortalitaet wird bestaetigt. Es besteht weiterer Forschungsbedarf bezueglich der wirkungsrelevanten Partikeleigenschaften, der biologischen Mechanismen der Partikelwirkung und der Empfindlichkeit bestimmter Risikogruppen.

Die U.S. EPA hat im Jahr 2002 zur Wirkung von Diesel Abgas folgendes festgestellt [6, 7]:
„ Emissions from heavyduty vehicles contribute significantly to a number of serious air pollution problems. Groundlevel
ozone, particulate matter (PM), nitrogen oxides (NOx), sulfur oxides (SOx), and volatile organic compounds (VOCs ) adversely affect public health, contributing to premature mortality, aggravation of respiratory and cardiovascular disease, decreases in lung function and increased respiratory symptoms changes to lung tissues and structures, altered respiratory defense mechanisms, and chronic bronchitis. In addition diesel exhaust PM, especially from older engines, has been found recently by U.S.EPA as likely to be a cause of increased risk of lung cancer and respiratory disease.”
In einem Gutachten [23] wurde die gesundheitliche Auswirkung des Einsatzes von Partikelfiltern in Deutschland untersucht. Das Gutachten von Prof. Wichmann, GSF Neuherberg, vom Juni 2003 kommt zu folgendem Ergebnis:
„ Nach Aussage eine Arbeitsgruppe der WHO hat der Wissensstand in den letzten Jahren deutlich zugenommen, der den Zusammenhang zwischen der Exposition gegenüber der Immission feiner Partikel (PM2.5) und gesundheitlichen Auswirkungen belegt. Die Arbeitsgruppe empfiehlt, PM 2.5 als Indikator für gesundheitliche Effekte durch Partikel in Europa zu verwenden, zusaetzlich zu PM10, das neben feinen auch grobe Partikel enthaelt (WHO 2003).
Der Kenntnisstand über die Belastung der Bevoelkerung in Deutschland durch PM 2.5 ist wegen weitgehend fehlender Messungen rudimentaer. Es stehen jedoch Daten für PM10 zur Verfuegung, die es naeherungsweise gestatten, hieraus die PM2.5Immission abzuschaetzen. Danach beträgt die mittlere PM 10 Konzentration in Deutschland ca. 25 μg/m³, und unter der Annahme eines Umrechnungsfaktors von 0,6 ergibt sich hieraus eine mittlere PM 2.5 Konzentration von 15 μg/m³.
Lambrecht et al. (1999) haben eine Abschaetzung des Beitrags von KfzAbgasen zur PM10Immission in Deutschland vorgenommen. Dieser Anteil beträgt für die Hintergrundbelastung in der Stadt 5,5 und auf dem Land 2,3 μg/m³ PM10. Hieraus berechnet sich ein Mittelwert von ca. 4 μg/m³ PM 10 . Da die Partikel der KfzAbgase einen Durchmesser unter 2,5 μm haben, verursachen sie eine Immissionsbelastung von ebenfalls ca. 4 μg/m³ PM2.5. Ferner beträgt der Massenanteil der DieselPkw und Lkw an den Dieselrussabgasen mehr als 90%. Deshalb erscheint die Annahme berechtigt, dass die Partikelmasse des PM2.5KfzAbgases nahezu vollstaendig aus Dieselfahrzeugen stammt. Dennoch wird nur ein Minderungspotential von 3 μg/m³ PM 2.5 für das Standardmodell des Gutachtens zugrunde gelegt, um eine konservative Abschaetzung zu erhalten. Zur Risikoabschaetzung werden epidemiologische Daten benötigt, die eine Aussage über den Zusammenhang zwischen der Langzeitexposition gegenüber Partikeln und dem Gesundheitszustand der Bevoelkerung erlauben. Hierzu liegen mehrere Studien vor, die signifikante ExpositionsWirkungsBeziehungen liefern.
Für quantitative Abschaetzungen am besten geeignet ist die neue Studie der American Cancer Society (ACS) von Pope et al. (2002), die einen linearen Zusammenhang zwischen der Exposition gegenüber PM2.5 und der Sterblichkeit für alle Todesursachen, der Sterblichkeit an Atemwegsund HerzKreislaufErkrankungen sowie an Lungenkrebs aufgezeigt hat. Für Partikel mit einem Durchmesser groesser als 2.5 μm wurde kein signifikanter Zusammenhang gefunden. Diese Studie wird auch von der WHO im Weltgesundheitsbericht 2002 verwendet. Dabei geht man davon aus, dass die gefundene lineare ExpositionsWirkungsBeziehung im Bereich zwischen 7,5 und 50 μg/m³ PM2.5 gueltig ist.
Die Angaben zur Mortalitaet in Deutschland, die für die Risikoberechnung benötigt werden, sind der aktuell verfuegbaren Todesursachenstatistik entnommen (Statistisches Bundesamt 2003).
Im Gutachten wird als Standardmodell der Ansatz des Weltgesundheitsberichts 2002 mit den Mortalitaetsdaten und Immissionsabschaetzungen aus Deutschland verknuepft. Ferner werden in einer Sensitivitaetsanalyse mehrere Alternativszenarien untersucht.

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