PM10 (Feinstaub)

Unter PM10 ist Feinstaub mit einem Durchmesser bis 10 µm (Particulate Matter 10 µm) zu verstehen. Diese Messgröße wurde an den automatischen Messstationen zu Beginn des Jahres 2000 eingeführt, da sie in der ersten EU-Tochterrichtlinie als Bezugsgröße für Partikel vorgesehen ist. In den Jahren davor war bei den Staubmessungen die Konzentration des Gesamtstaubs bestimmt worden.

Unter Staub versteht man die in der Atmosphäre verteilten festen Teilchen; die Staubpartikel haben keine einheitliche chemische Zusammensetzung. Staub ist ein natürlicher Bestandteil der Luft; durch anthropogene Aktivitäten wird die Staubbelastung der Atmosphäre direkt und indirekt erhöht. Unter direkter Emission wird die Freisetzung staubhaltiger Abluft verstanden; die direkten Staubemissionen werden im Emissionskataster dokumentiert. Industrie, Gebäudeheizung und Kfz-Verkehr sind zu etwa gleichen Teilen für die Staubemissionen verantwortlich. Daneben gibt es noch indirekte anthropogene Staubemissionen, die oft als sekundäre Staubquellen bezeichnet werden. Hierzu gehören z. B. Staubaufwirbelungen vom Boden (Kraftfahrzeugverkehr, Baustellen etc.), verstärkte Staubemissionen durch geänderte Landnutzung (Landwirtschaft) oder Staubbildung durch partikelbildende Gasreaktionen (wie die Oxidation von Schwefeldioxid zu Sulfat oder Stickstoffdioxid zu Nitrat etc.).

Grundlegend für das Verhalten des Staubes in der Atmosphäre ist, dass die Staubpartikel eine sehr breit gefächerte Korngrößenverteilung aufweisen; sie reicht von kleinsten Teilchen, die aus wenigen Molekülen bestehen, bis hin zu Teilchen mit Durchmessern größer als 50 µm. Kleine Teilchen bis 1 µm schweben ohne erkennbare Sedimentationsgeschwindigkeit in der Atmosphäre; die Verweilzeit für diese kleinen Staubpartikel wird in der Literatur mit 4 - 10 Tagen angegeben. Wegen der Verweilzeit von bis zu 10 Tagen ist bei Feinstaub Ferntransport möglich; die Saharastaubereignisse bei uns sind eindrucksvolle Beispiele für solche Ferntransportsituationen. Mit steigendem Teilchendurchmesser steigt die Sedimentationsgeschwindigkeit an, so dass größere Teilchen nur eine geringe Verweilzeit in der Atmosphäre haben. Die Korngrößenverteilung der Staubpartikel in der Atmosphäre ist als Gleichgewichtsprozess zu verstehen: Durch die ständige Neubildung kleinster Teilchen durch partikelbildende Gasreaktionen, die Koagulation kleiner Teilchen zu größeren Teilchen und das Sedimentieren der größeren Teilchen besteht ein dynamisches Gleichgewicht, das durch Kondensationsprozesse bei der Wolkenbildung und das Auswaschen von Staubpartikeln durch Regen noch modifiziert wird.

Die in der Luft verteilten Partikel stellen in höherer Konzentration eine potentielle gesundheitliche Gefährdung für die Bevölkerung im Hinblick auf Atemwegserkrankungen dar; davon können einzelne Risikogruppen in besonderem Maße betroffen sein. Dabei sind die Feinstäube besonders gesundheitsschädlich, sowohl wegen der direkten (z. B. entzündungsauslösenden) Wirkung bei ihrer Ablagerung in den Lungenbläschen als auch aufgrund der Anlagerung von toxischen Stoffen vorzugsweise am Feinstaub.

In der Verordnung über Immissionswerte (39. BImSchV) werden für PM10 folgende Grenzwerte zum Schutz der menschlichen Gesundheit angegeben:

• 24-h Wert: 50 µg/m³ (zulässige Überschreitungshäufigkeit pro Jahr: 35-mal)
• Jahresmittel: 40 µg/m³.

Den zeitlichen Verlauf der PM10-Jahresmittelwerte in verschiedenen hessischen Regionen zeigt folgende Graphik. Erfolgreiche Emissionsminderungs-Maßnahmen speziell in der Industrie haben zu einer deutlichen Abnahme der Staubkonzentration geführt.