Analytik und Mutagenität von verkehrsbedingtem Feinstaub: PAK und Nitro-PAK

Wolfgang Mücke (Herausgeber)

Buch | Hardcover

264 Seiten

2009
Utz, Herbert (Verlag)
978-3-8316-0941-3 (ISBN)

Infos

Das gesundheitsgefährdende Potential von Feinstaub in der Außenluft wurde in zahlreichen epidemiologischen Studien konsistent belegt. Ein Hauptverursacher der Belastung der Bevölkerung ist der Straßenverkehr und damit Ursache erhöhter Morbidität und Mortalität. Eine besondere Gefährdung besteht bei Menschen mit Vorerkrankungen auf pulmonalem und kardiovaskulärem Gebiet. Jedoch wird die Frage einer mutagenen (erbgutverändernden) und kanzerogenen (krebserzeu-genden) Wirkung bislang unzureichend berücksichtigt. Neben PAK (Polyzyklische Aromatische Kohlenwasserstoffe) wurde bereits von 2 Jahrzehnten die Bedeutung der z.T. hochpotenten Nitroderivate (Nitro-PAK) herausgestellt (Mücke et al.). Diese entstehen bei Verbrennungsprozessen, aber auch sekundär durch photochemische Reaktionen der emittierten PAK mit Stickstoffoxiden. Vorgestellt werden nun detaillierte Untersuchungen an extrem verkehrsnahen Standorten modellhaft in München zur Erfassbarkeit, Analytik und Mutagenität von luftgetragenem Staub der Größe PM10 (Particulate Matter, 10 µm) und PM1 (1 µm) durch eluierbare PAK und Nitro-PAK. Messorte waren ein verkehrsbelasteter, lichtexponierter Platz und ein nahegelegener Tunnel im Sommer und im Winter. Begleitend wurden lufthygienische Parameter erfasst. Die Konzentration der Teilchengrößen, Schadstoffgehalte und mutagener Potentiale ergaben ein sehr differenziertes Bild mit überraschenden Unterschieden nach Standort und Sammelphase. Die Ergebnisse zeigen in summa, dass kleinen Partikelgrößen die überwiegende Wirksamkeit zukommt. Nicht unerheblich ist der Beitrag von mutagenen Substanzen in der Gasphase. Zur toxikologischen Charakterisierung der Partikelphase ergäbe die Bestimmung lediglich von Benzo(a)pyren ein unzureichendes Bild. Die Toxizität von Stäuben und der Gasphase in puncto Mutagenität durch PAK und Nitro-PAK ist komplex: Neben differenzierter chemischer Analytik legt sie die Anwendung toxikologischer Parameter nahe. Die verkehrsbedingte Mutagenität der Außenluft unterstützt aus toxikologischer Sicht weitere Emissionsminderungen und die besondere Beachtung kleiner Partikelgrößen lebhaft.

Textauszug

7 Zusammenfassung, Ausblick (S. 257-258)

Im Fokus des Forschungsvorhabens stand der Vergleich von PM10 und PM1 am Luise-Kiesselbach-Platz und im Brudermühltunnel in München hinsichtlich Konzentration und Wirkung mutagener polyzyklischer aromatischer Kohlenwasserstoffe (PAK) und deren Nitroderivaten (Nitro-PAK) sowie der Versuch, zusätzlich diese Verbindungen analytisch und wirkungsseitig in der Gasphase zu erfassen. Dabei stand der Luise-Kiesselbach-Platz für einen besonders verkehrsbelasteten Standort und der nahegelegene Brudermühltunnel als Standort ohne Lichteinfluss und andere divergierende Eigenschaften.

Es wurden 2004/2005 mit High Volume-Samplern über jeweils 4 Wochen im Sommer wie im Winter Proben genommen. Gegenüber früheren Untersuchungen konnte die chemische Analytik deutlich verbessert werden. Angesichts zahlreicher Variabler ergibt die Auswertung der umfangreichen Untersuchungen ein sehr komplexes Bild. Betrachtet man die Staubfraktionen PM1 und PM10, so zeigt sich, dass - bezogen auf die Staubmasse - die PAK-Gehalte bei PM10 erheblich geringer sind als bei PM1.

Die Teilchen >,1µm haben am Staubgehalt insgesamt einen hohen Anteil, die toxikologische Potenz ist jedoch überwiegend im PM1 enthalten. Bei den Nitro-PAK ist (was die auf dem Filter erfassbaren angeht) die Konzentration im PM1-Staub ebenfalls höher als im PM10-Staub. Betont werden muss, dass bei den herkömmlichen Methoden der Feinstaubprobenahme (sei es PM10, PM2,5 oder PM1) nur schwerflüchtige PAK und Nitro-PAK erfasst werden. Letztlich werden nicht exakt quantifizierbare Mengen leichtflüchtiger Verbindungen nicht erfasst oder gehen durch "blow-off"-Effekte verloren.

Gegenwärtig wird im Rahmen der ausschließlich epidemiologisch basierten Feinstaubdebatte diskutiert, inwieweit statt PM10 als wirkungsrelevantere Messgrößen PM2,5, PM1 oder PM0,1 erfasst werden sollten. Die Ergebnisse dieses Vorhabens zeigen, dass in summa auch aus toxikologischer Sicht kleinen Partikelgrößen die überwiegende Wirksamkeit zukommt. Ob dies zur Forderung führen muss, zu Überwachungszwecken PM2,5 oder kleiner zu messen, bedarf einer näheren Prüfung der Korrelation zwischen Partikelgrößen und Mutagenität unter statistisch abgesicherten Bedingungen.

Betrachtet man die einzelnen schwerflüchtigen PAK, so liegen die Gehalte - bezogen auf die Luft - bei PM10 wie auch bei PM1 im Sommer im Brudermühltunnel etwa 5 mal so hoch wie am Luise-Kiesselbach-Platz. Im Winter ist der Faktor für beide Fraktionen lediglich 1,5. Bei den Nitro-PAK (den schwerer flüchtigen) ist die Konzentration im PM10 im Brudermühltunnel etwa um den Faktor 2 höher als am Luise- Kiesselbach-Platz. Dieses Verhältnis steigt im Winter sogar auf Faktor 5. Bei PM1- Staub beträgt der Unterschied im Winter wie im Sommer Faktor 4. Nitro-PAK sind also im Tunnel (bezogen auf Luft) deutlich höher konzentriert als oberirdisch.

Produkt-Details

• Erscheint lt. Verlag: 15.12.2009
• Reihe/Serie: Toxikologie und Umwelthygiene
• Mitarbeit: Assistent: Walter Huber, Michaela Horndasch, Regine Hunstein, Michael Koch, Jörg Weindl, Jochen Huber, A. Constantin, Georg Matuschek, Jutta Lintelmann
• Maße: 170 x 240 mm
• Gewicht: 848 g
• Einbandart: gebunden
• Themenwelt: Naturwissenschaften ► Chemie ► Allgemeines / Lexika
• Schlagworte: Außenluft • Feinstaub • Gasphase • Hardcover, Softcover / Chemie/Allgemeines, Lexika • Kanzerogenität • Kfz-Emissionen • Luftbelastung • Partikelphase • Partikulate Matter • PM1 • PM10 • Polyzyklische Aromatische Kohlenwasserstoffe • Toxizität
• ISBN-10: 3-8316-0941-1 / 3831609411
• ISBN-13: 978-3-8316-0941-3 / 9783831609413
• Zustand: Neuware