12:58 03 Dezember 2020
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    Wie so oft kommt es bei Feinstaub nicht nur auf die Quantität, sondern auf die Qualität der Partikel an. Denn nur bestimmte Teilchen wirken sich wirklich negativ auf das Gesundheitssystem aus, wie Schweizer Forscher nun zeigen. Und die sind in höherem Maße in Ballungsräumen zu finden als auf dem Land.

    Feinstaub ist nicht gleich Feinstaub. Feinstaub ist ein buntes Gemisch aus Teilchen verschiedener Größenordnungen und aus unterschiedlichsten Materialien. Da ist vom Rußpartikel, über Reifenabrieb bis zu kleinsten Metallsplittern alles vertreten. Deswegen sollte es nicht verwundern, wenn die Auswirkungen dieser unterschiedlichen Teilchen auf die Gesundheit auch nicht so gleich sind, wie der zusammenfassende Begriff „Feinstaub“ nahelegt.

    Dabei wäre es gut zu wissen, was im Gemisch Feinstaub eigentlich das Problem darstellt, schließlich ist Feinstaub Schätzungen zufolge jährlich für Millionen von Todesfällen verantwortlich. Und genau das haben Schweizer Forscher des Paul-Scherrer-Instituts (PSI) nun in Experimenten untersucht.

    „Es besteht seit langem die Frage, was genau den Feinstaub gefährlich macht. Das oxidative Potential des Feinstaubs ist und ist mit großer Wahrscheinlichkeit ein wichtiger Faktor“, erklärt Kaspar Dällenbach den Hintergrund im Gespräch mit Sputnik News. „Bei der Studie interessierten uns vor allem zwei Punkte: Erstens, welche Quellen in Europa für das oxidative Potential des Feinstaubs verantwortlich sind, und zweitens, ob dessen oxidatives Potenzial zum Gesundheitsrisiko des Feinstaubs beiträgt.“

    Das oxidative Potential bezeichnet dabei die Fähigkeit, den körpereigenen Schutz an Antioxidantien abzubauen. Sind diese Stoffe, die Zellen vor aggressiven Stoffen schützen, zerstört, dann werden auch die Zellen selbst angegriffen. Das führt zu Gewebeschädigung. Kurzum: Stoffe, die über ein besonders hohes oxidatives Potential verfügen, sind aus diesem Grund der Theorie nach ungesund.

    Experiment 1: So reagieren Zellen auf oxidativen Stress

    Genau das haben die Forscher in einem Experiment untersucht: Sie haben Oberflächenzellen aus menschlichen Bronchien Feinstaubproben ausgesetzt und die Reaktionen dieser Zellen untersucht. Wenn die Zellen unter Stress stehen, dann rufen sie mit einem Signalstoff das Immunsystem auf den Plan und eine Abwehrreaktion kommt in Gang, das Gewebe entzündet sich. Bei Feinstaubproben mit einem hohen Anteil von hoch-oxidativen Partikeln konnten die Forscher genau diese Reaktion der Zellen beobachten, was nahelegt, dass genau diese Sorte Feinstaub schädlich ist. Ein streng wissenschaftlicher Beweis ist auch dies zwar laut Dällenbach nicht, aber ein deutlicher Hinweis auf einen Zusammenhang.

    Eine Partnerstudie von der Universität Bern zeigte außerdem, dass Zellen von Patienten, die unter einer speziellen Vorerkrankung der Lunge, der zystischen Fibrose, leiden, über eine geschwächte Abwehr bei Feinstaubbelastung verfügen. Da die kranken Zellen über eine verminderte Abwehr verfügen, konnten die Berner Forscher hier eine erhöhte Zellsterblichkeit beobachten.

    Experiment 2: Woher kommt der Feinstaub mit hohem oxidativem Potential?

    Feinstaub entsteht durch Emissionen aus Kraftfahrzeugen, Kraft- und Fernheizwerken, Öfen und Heizungen in Wohnhäusern, bei der Metall- und Stahlerzeugung. Eine weitere wichtige Quelle ist die Landwirtschaft. Er kann aber auch natürlicher Ursprungs sein, wie zum Beispiel Mineralstaub bei Bodenerosion. Die PSI-Forscher sammelten je rund 90 Feinstaubproben an mehreren Standorten in der Schweiz und analysierten deren Zusammensetzung mit einem Massenspektrometer. Die unterschiedlichen Zusammensetzungen ermöglichten ihnen Rückschlüsse auf die Quelle des Feinstaubs, ob es sich hierbei also etwa um Reifenabrieb, Kaminrauch oder eine Baustelle handelt. Kollegen aus Grenoble bestimmten zusätzlich das oxidative Potential dieser Proben.

    Nach diesen Vorarbeiten berechneten sie das oxidative Potenzial für alle wichtigen Feinstaubquellen und rechneten dann mithilfe eines Computermodells aus, an welchen Orten das höchste oxidative Potenzial durch Feinstaub übers Jahr hinweg herrscht.

    „Wir haben mit Computersimulationen für ganz Europa modelliert, wie hoch das oxidative Potential an verschiedenen Standorten aus verschiedenen Quellen ist. Wir haben herausgefunden, dass speziell an sehr stark besiedelten Orten das oxidative Potential hoch ist. Das führt dazu, dass Menschen in Städten nicht nur einer erhöhten Feinstaubmenge ausgesetzt sind, sondern auch Feinstaub mit einem erhöhten oxidativen Potential“, so Dällenbach.

    Zu den am stärksten belasteten Orten zählen nach dieser Analyse insbesondere Ballungsräume wie die französische Hauptstadt Paris oder die Po-Ebene in Norditalien. Wichtige Quellen mit einem hohen oxidativen Potential sind demnach zum Beispiel Metallemissionen aus dem Bremsantrieb von Fahrzeugen oder Holzfeuerungsemissionen.

    Das Resümee: Nicht die Menge macht Feinstaub zu Gift. „Die Feinstaubmenge ist bislang meist diskutiert werden. Diese Feinstaubmenge wird hauptsächlich von Emissionen der Landwirtschaft und der Verbrennung fossiler Brennstoffe dominiert und gleichzeitig spielen auch natürliche Emissionen wie Mineralstaub eine wichtige Rolle“, so Dällenbach. „Aber die Kernaussage unserer Studie ist, dass die Quellen der Feinstaubmenge und dessen oxidativen Potentials verschieden sind. Es ist wichtig klarzustellen, dass es uns nicht darum geht, die bestehenden Maßnahmen zu kritisieren. Wir finden die Luftreinhaltungsmaßnahmen, die in Europa in den letzten Jahren die Feinstaubmengen stark reduziert haben, eine absolute Erfolgsgeschichte. Was wir sagen möchten, ist, dass wir nicht die Hände in den Schoß legen sollten, sondern bei der weiteren Reduktion der Luftverschmutzung unser Augenmerk eben auch auf Komponenten legen sollten, die nicht unbedingt wichtig für die Feinstaubmenge sind, aber durchaus wichtig für das oxidative Potential.“

    Die Schweizer Studie wurde am Mittwoch in der Fachzeitschrift Nature veröffentlicht.

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    Herz-Kreislauf-Erkrankungen, Lungenkrebs, Gesundheit, Autoreifen, Dieselskandal, Dieselautos, Diesel, Verbrennung, Rußpartikel, Feinstaubbelastung, Feinstaub, Luftverschmutzung, Luft