Luftverschmutzung durch den Verkehr

Die Einführung und Verschärfung von Abgasgrenzwerten in der EU hat wesentlich zur Verbesserung der Luftqualität beigetragen. Moderne Benzinfahrzeuge der EU-Grenzwertstufe Euro 4 mit geregeltem Dreiwegkatalysator emittieren schon nach wenigen Sekunden praktisch keine Schadstoffe mehr. Für  Diesel-PKW wird dieser Zustand erst ab 2014/15 mit der Grenzwertstufe Euro 6 erreicht, wenn auch für Diesel-PKW der Partikelfilter und die Stickoxid-Nachbehandlung flächendeckend eingeführt werden. Bei schweren Nutzfahrzeugen und Bussen wird endlich ab der EU-Grenzwertstufe Euro 6 auch dort der Partikelfilter Standard werden.

Schwierige Spurensuche

Aber warum haben wir dann immer noch große Luftqualitätsprobleme und warum werden die Immissionsgrenzwerte für Partikel (PM10 und PM2,5) und  Stickstoffdioxid (NO2) in vielen europäischen Städten, auch in Österreich, überschritten? Leider ist die Antwort komplexer als es in der öffentlichen Diskussion oft dargestellt wird. Ein wichtiger Punkt ist dabei, was als Partikel definiert wird. Die in der EU-Luftqualitätsrichtlinie festgelegte Messmethode erfasst für PM10 Partikel etwas vereinfacht dargestellt Feinpartikel, die kleiner als 10 Mikrometer sind, d.h. kleiner als ein hundertstel Millimeter. Aber Dieselpartikel sind noch einmal um den Faktor 100 bis 1.000 kleiner und dadurch auch viel gesundheitsschädlicher. Trotz dieser schon seit langem bekannten Schädlichkeit hat die Auto- und LKW-Industrie solange wie möglich versucht, den Einsatz von Partikelfiltern, die mehr als 99 Prozent dieser ultrafeinen Partikel beseitigen, zu vermeiden. Durch höhere Einspritzdrücke und den Einsatz von Oxidationskatalysatoren wurde zwar die Masse der ausgestoßenen Partikel in den letzten zweieinhalb Jahrzehnten pro Fahrzeug deutlich reduziert, aber die Zahl der Partikel pro Kilometer, wenn überhaupt, nur sehr geringfügig verringert. Damit hat sich die Gesundheitsgefahr nicht verringert, im Gegenteil: die kleineren Partikel konnten tiefer in die Lunge eindringen und durch die Lungenwand in den Blutkreislauf gelangen und Herz- Kreislauferkrankungen sowie Herzinfarkt auslösen. Erst durch die Einführung der EU-Grenzwertstufe Euro 5 setzten die Autohersteller flächendeckend Partikelfilter ein. Aber bei LKW und Bussen wird dies erst ab Grenzwertstufe Euro 6 erzwungen, die aber erst ab 2013/14 in Kraft tritt.

Gefährlicher Nebeneffekt

Der Einsatz der Oxidationskatalysatoren in Diesel-PKW hat einen gefährlichen Nebeneffekt.  Dadurch wurde die  Umwandlung von Stickstoffmonoxid (NO) zu Stickstoffdioxid (NO2) im Abgas deutlich beschleunigt, sodass trotz sinkender Stickoxidemissionen (NOx) die Konzentration von Stickstoffdioxid (NO2) in der Luft an Straßen in den letzten 15 Jahren nicht gesunken, sondern an manchen Stellen sogar gestiegen ist. Und keiner soll behaupten, dies war nicht vorauszusehen. Das deutsche Umweltbundesamt hat schon 1994 vor dem Einsatz von Oxidationskatalysatoren bei der Abgasbehandlung in Dieselmotoren gewarnt und darauf hingewiesen, dass dadurch in Zukunft  mit einem Anstieg der NO2-Konzentrationen zu rechnen sei. Aber die Autoindustrie hat dies negiert, um die Kosten für den Partikelfilter zu sparen. 

Da die hohen Belastungen in den Städten vor allem durch Altfahrzeuge verursacht werden 25 Prozent der Fahrzeuge verursachen 80 Prozent der Schadstoff­emissionen ist nur schwer zu verstehen, warum in Österreich die Einführung von effektiven Umweltzonen so verzögert bzw. verhindert wird. 

Tricks der Messtechnik 

Immer wieder zeigt sich jedoch ein Problem: die Fahrzeuge halten zwar im vorgeschriebenen Fahrzyklus bei 25 Grad Celsius die Grenzwerte ein, sobald aber von diesen wirklichkeitsfremden Bedingungen abgewichen wird, steigen die Schadstoffemissionen deutlich an. Der Einsatz moderner Elektronik macht dies heute noch einfacher möglich als vor 20 Jahren, als einfache Schalter und Sensoren zum Einsatz kamen. So wurden früher z.B. die Lambdasonden, die das Benzin-Luftverhältnis im Abgas messen, bei hoher Geschwindigkeit einfach abgeschaltet, um mehr Leistung zu erzielen, mit dem „Erfolg“ drastisch steigender Benzol- und Kohlenwasserstoffemissionen. Durch Zykluserkennung mit Hilfe abgespeicherter Daten und Sensoren sind auch bei modernen PKW häufig die Schadstoffemissionen, aber auch die Kraftstoffverbräuche außerhalb der offiziellen Testbedingungen deutlich erhöht. Besonders zeigt sich das bei modernen Benzindirekteinspritzern. Bei einem BMW 116i wurden im Autobahnzyklus des ADAC NOx-Werte von 1,9 g/km gemessen, mehr als 30-fach über dem Grenzwert von 0,06 g/km. Dass dies nicht durch die Fahrbedingungen verursacht wird, zeigt das gleichzeitig vermessene Fahrzeug VW Golf 1,2 TSI, dessen Emissionen fast bei Null lagen. 

Öffentlicher Nahverkehr 

Der öffentliche Nahverkehr ist einer der wichtigsten Pfeiler einer nachhaltigeren Verkehrsentwicklung. Stadtbusse spielen dabei eine zentrale Rolle, da ihr Flächen- und Kraftstoffverbrauch pro Personenkilometer viel niedriger ist als von PKW. Aber auch diese Fahrzeuge tragen zur Luftbelastung bei. Dadurch, dass sie nur innerhalb der Städte und viele Stunden pro Tag betrieben werden, ist es wichtig, dass die Schadstoffemissionen niedrig sind. Viele Städte haben in den letzten Jahren durch die Beschaffung von modernen Bussen mit der EU-Norm Euro 5 diesen Anforderungen Rechnung getragen. Sie mussten jedoch feststellen, dass die NOx-Emissionen dieser Busse im Stadtbetrieb höher waren als die der Busse nach Euro 4, sogar höher als die der Stufe Euro 3. Eine Ursache ist auch die Auswirkung der Kalibrierung der zur Stickoxidminderung eingesetzten „Selective Catalytic Reduction“ (SCR)-Katalysatoren auf die Prüfbedingungen des Zulassungsmesszyklus. Dieser Zyklus enthält hohe Lastanforderungen mit den einhergehenden hohen Temperaturen. Im Stadtbetrieb treten jedoch deutlich geringere Abgastemperaturen auf, bei denen die eingesetzten Katalysatoren nicht wirksam sind. Natürlich könnten die Hersteller die Fahrzeuge auf die städtischen Fahrbedingungen der Busse abstimmen. Dass dies möglich ist, zeigen die Messergebnisse von mit Partikelfilter und SCR-Katalysator nachgerüsteten Bussen, bei denen neben der fast vollständigen Partikelminderung eine NOx-Reduktion von mehr als 85 Prozent erreicht wird.

Off-Road-Belastung

Bei der Diskussion der Ursachen der Luftbelastung wird häufig übersehen, welchen Einfluss der Off-Road-Bereich hat. Ganz besonders seien hier Baumaschinen erwähnt. Baumaschinen werden fast immer in Ortschaften und von morgens bis abends betrieben. Zudem haben sie eine lange Lebensdauer, wodurch noch viele alte Geräte mit noch schlechteren Abgaswerten in Betrieb sind. Die Schadstoffemissionen werden im Gegensatz zu Straßenfahrzeugen keiner regelmäßigen Kontrolle unterzogen. Besonders die Bauarbeiter leiden unter den hohen Dieselpartikelemissionen. Es ist wissenschaftlich nachgewiesen, dass Bauarbeiter ein deutlich erhöhtes Lungenkrebsrisiko haben. In der Schweiz hat dies schon 2003 zur Einführung einer Filterpflicht für Baumaschinen innerhalb geschlossener Ortschaften geführt. Obwohl für praktisch alle Baumaschinen Nachrüstfilter mit sehr hoher Wirksamkeit verfügbar sind, ist eine flächendeckende Regelung in Österreich und Deutschland immer noch nicht vorhanden. Immerhin hat die Deutsche Bahn AG bekannt gegeben, dass ab dem 1. Jänner 2013 Bauausschreibungen des Unternehmens die Filterpflicht vorsehen werden. Es ist überfällig, dass andere Unternehmen aus Verantwortung für die Bauarbeiter und die Anwohner von Baustellen diesem Beispiel folgen. Die vor kurzem von der Weltgesundheitsorganisation WHO erfolgte Einstufung von Dieselabgas als krebserregend macht die sofortige Handlungsnotwendigkeit deutlich.