Eine Langzeitstudie des Leibniz-Instituts für Troposphärenforschung (TROPOS), der Universität Modena und von MeteoSwiss zeigt, dass die Belastung durch Feinstaub in ländlichen Regionen Sachsens über einen Zeitraum von zehn Jahren zurückgegangen ist. Im Mittelpunkt standen Partikel mit einem Durchmesser kleiner als ein Mikrometer (PM1), die in der Luft besonders tief in die Atemwege eindringen können.

Deutlicher Rückgang bei Luftmassen aus Osteuropa

Die Messdaten stammen von der TROPOS-Hintergrundstation Melpitz bei Leipzig und wurden zwischen 2012 und 2022 erhoben. Die Ergebnisse gelten als repräsentativ für große Teile Ostdeutschlands. Insgesamt zeigte sich ein durchschnittlicher Rückgang der PM1-Konzentrationen um rund fünf Prozent pro Jahr. Bei Luftströmungen aus Osteuropa lag der Rückgang mit 28 Prozent pro Jahr deutlich höher. Diese Entwicklung deutet laut den Forschenden auf eine Verbesserung der Luftqualität in diesen Herkunftsregionen hin.

Organische Bestandteile gehen langsamer zurück

Während die Gesamtmasse der PM1-Partikel im Untersuchungszeitraum rückläufig war, zeigte sich bei den organischen Anteilen ein deutlich geringerer Rückgang von nur zwei Prozent pro Jahr. Die Konzentrationen organischer Aerosole aus der Verbrennung von Mineralöl und Kohle blieben weitgehend konstant. Der Beitrag aus Biomasseverbrennung stieg hingegen leicht um rund 0,5 Prozent pro Jahr, was auf eine verstärkte Nutzung von Holz zum Heizen oder häufigere Waldbrände hindeuten könnte.

Feinstaub im Detail analysiert

Die chemische Analyse ermöglichte die Unterscheidung von fünf organischen Aerosolquellen: kohlenwasserstoff-ähnliche organische Aerosole (genannt HOA, 7 %), Biomasseverbrennungs-Aerosole (BBOA, 10 %), Kohleverbrennungs-Aerosole (CCOA, 12 %) sowie zwei Aerosole, die nicht spezifisch mit älteren anthropogenen oder biogenen Quellen in Verbindung gebracht werden können (LO-OOA, 31 % und MO-OOA, 40 %). Während die HOA-Konzentrationen im Mittel stabil blieben, war bei Ostwind ein leichter Rückgang zu erkennen (–0,25 % pro Jahr). Die Beiträge der BBOA stiegen im Winter leicht an (+0,32 % pro Jahr), was auf zunehmende Holzverbrennung in Haushalten hindeuten könnte. Überraschend war ein Anstieg der CCOA-Konzentrationen bei Westwind (+0,27 % pro Jahr), der möglicherweise mit höherem Kohleeinsatz in westeuropäischen Kraftwerken zusammenhängt.

Langfristige Messungen mit hoher zeitlicher Auflösung

Aerosolpartikel beeinflussen Klima und Gesundheit. Schätzungen der Europäischen Umweltagentur (EEA) zufolge starben 2021 etwa 293.000 Menschen in Europa an den Folgen von Luftverschmutzung. Obwohl die Luftqualität seit vielen Jahren kontrolliert wird, mangelt es noch an Wissen darüber, wie sich die Feinstaubquellen im Laufe der Jahre verändern und wie das die chemische Zusammensetzung der Feinstaubpartikel in Mitteleuropa beeinflusst.

Die Studie nutzte Daten eines Aerosol Chemical Speciation Monitors (ACSM), der eine kontinuierliche chemische Analyse der Partikel ermöglicht. Im Gegensatz zu herkömmlichen 24-Stunden-Filtermessungen lassen sich mit diesem Verfahren auch kurzfristige Änderungen und deren Zusammenhang mit Windrichtungen besser erkennen. In Deutschland sind nur zwei dieser Messgeräte im Dauerbetrieb, eines davon in Melpitz.

Bedeutung für Luftqualität und Gesundheit

Die Messstation Melpitz ist Teil der europäischen Forschungsinfrastruktur ACTRIS und des Luftüberwachungsnetzwerks EMEP. Die dort gemessenen Werte liefern wichtige Hinweise zur Entwicklung der Luftqualität in Mitteleuropa. Feinstaub der Größe PM1 gilt aufgrund seiner tiefen Lungenpenetration als besonders gesundheitsschädlich, obwohl es bislang keine EU-Grenzwerte für diese Partikelfraktion gibt. Die Weltgesundheitsorganisation (WHO) empfiehlt einen Jahresmittelwert von 5 Mikrogramm pro Kubikmeter für PM2,5 – für PM1 existieren bisher nur wissenschaftliche Richtwerte.

Fazit: Luftreinhaltung zeigt Wirkung

Die Ergebnisse der Melpitz-Studie könnten künftig helfen, Maßnahmen zur Luftreinhaltung besser zu bewerten und Veränderungen in Emissionsquellen frühzeitig zu erkennen.

„Unsere Langzeitmessungen an einem Hintergrundstandort zeigen deutlich, dass die europäische und nationale Luftqualitätspolitik und die Energieversorgung nicht nur die Luftqualität in den Städten beeinflussen, sondern sich über weiträumige Transportprozesse auch auf die ländliche und die Hintergrundumgebung auswirken“, betont Dr. Laurent Poulain vom TROPOS. „Die Ergebnisse zeigen, wie wichtig es ist, Veränderungen in der Massenkonzentration sowie in der Verteilung der Quellen und chemischen Spezies zu untersuchen, die zur gesamten Feinstaub-Massenkonzentration beitragen.“