Stickoxide - Schadgase in der Luft

Interview mit Martin Klein

Nicht nur Feinstaub, sondern auch Schadgase belasten unsere Umgebungsluft und damit die Gesundheit. Martin Klein, Vice President Cabin Air Filtration, spricht im Interview über Luftverschmutzung durch Stickoxide, mögliche Lösungen und warum Filtration dabei eine große Rolle spielt.

Beruflicher Werdegang

Martin Klein hat Verfahrenstechnik an der Universität Karlsruhe studiert und ist seit Februar 2017 Vice President Cabin Air Filtration am Standort Himmelkron. Seine Karriere bei MANN+HUMMEL startete er 2003 als Entwicklungsingenieur für Kraftstofffiltermedien und -elemente im Automotive Aftermarket. Nach Projekten am indischen Standort in Tumkur wechselte er 2010 in den Bereich Innovation und Corporate Strategy und leitete dort zuletzt nationale und internationale Teams.

Herr Klein, in der öffentlichen Diskussion über die Luftverschmutzung hört man neben Feinstaub auch immer wieder den Begriff Stickoxide – was ist das genau?

Sowohl Feinstaub als auch Stickoxide tragen zur Luftverschmutzung bei. Feinstaub sind winzige Partikel, die in bestimmte Größenklassen eingruppiert werden. Unter der Größenklasse PM2.5 versteht man vereinfacht gesagt Partikel, die kleiner als 2,5 Mikrometer groß sind. Also 20 Mal kleiner als ein Haar dick ist, und die tief in unsere Atemwege eindringen können.

Neben solchen Feststoffen gibt es aber auch verschiedene giftige Gase in unserer Umgebungsluft. Dazu zählen unter anderem Ozon, Schwefelverbindungen, Ammoniak oder eben Stickoxide (NOx). Das sind gasförmige Verbindungen, die aus den Atomen Stickstoff (N) und Sauerstoff (O) aufgebaut sind. Besonders im Fokus steht Stickstoffdioxid (NO2), da dieses Gas bereits in relativ geringen Konzentrationen über einen längeren Zeitraum besonders schädlich für Menschen mit Allergien, für Asthmatiker und Patienten mit anderen Lungenerkrankungen ist. Die Konzentration von Stickstoffdioxid wird daher auch an vielen Messstationen erfasst. Man sollte jedoch angesichts der öffentlichen Diskussionen nicht in Panik verfallen.

Einfluss von Stickstoffdioxid auf die Gesundheit

Die Berichterstattung in den Medien trägt aber maßgeblich dazu bei…

Ich will das Thema sicher nicht verharmlosen. NO2 ist ein Reizgas mit stechend-stickigem Geruch, das in die Atemwege gelangt. Dort kann es Entzündungsreaktionen in den Bronchien, Atemnot oder sogar Lungenödeme und Lungenfunktionsminderungen hervorrufen. Für Stickstoffdioxid hat die EU daher einen Grenzwert von 40 µg/mᶟ  im Jahresmittel vorgegeben. Dieser Wert entspricht auch den aktuellen Grenzwerten der WHO. Leider gibt es weltweit eine große Anzahl an Städten, die den Wert zum Teil deutlich überschreiten. Richtig ist aber auch: In bereits relativ geringer Entfernung von verkehrsreichen Straßen nimmt die Stickstoffdioxidkonzentration in der Luft sehr schnell ab.

Was heißt das genau?

Bezogen auf Deutschland liegen in städtischen oder vorstädtischen Gebieten die Jahresmittelwerte für Stickstoffdioxid im Bereich von etwa 20 bis 30 µg/mᶟ. Mit Jahresmittelwerten um 10 µg/mᶟ wird die niedrigste Stickstoffdioxid-Belastung in ländlichen Gebieten gemessen. Wir sollten uns auch positiv vor Augen halten: An über 400 der etwa 500 Messstationen in Deutschland wurden 2017 die Grenzwerte eingehalten.

Zwischen 1990 und 2015 verringerte sich der Ausstoß von Stickoxiden in Deutschland um 59 Prozent. Allgemein ist die Luftqualität hierzulande inzwischen sehr viel besser als noch vor wenigen Jahrzehnten. Die Messdaten des Umweltbundesamts zeigen, dass die Konzentrationen nahezu aller erfassten Schadstoffe seit den 1980er Jahren deutlich und kontinuierlich zurückgehen. Das ist eine sehr gute Entwicklung, die es auch in anderen europäischen und einigen asiatischen Ländern wie Japan gibt.

Trotzdem ist die Belastung nach wie vor sehr hoch. Woher stammen diese Stickoxide in der Luft?

Leider steigen die weltweiten Stickoxidemissionen nach wie vor. Stickoxide sind unerwünschte Nebenprodukte von Verbrennungsvorgängen. Diese Verbrennungsvorgänge finden entweder natürlich oder vom Menschen herbeigeführt in Landwirtschaft, Haushalten, Energiewirtschaft oder Industrie statt. Hauptverursacher von Stickoxiden in Deutschland sind allerdings Verkehrsemissionen und dort insbesondere die Emissionen von Diesel-Pkw.

Verursacher von Stickoxiden

Mit welchen Maßnahmen kann man die Belastung weiter verringern? Sind Fahrverbote die einzige Lösung?

Die Technik zur Reduzierung von Stickoxiden mittels SCR Katalysator ist bereits seit vielen Jahren etabliert und sie funktioniert nachweislich sehr gut. Leider wird deren Potenzial momentan noch nicht voll genutzt. Fahrverbote sind in meinen Augen eine sehr drastische Maßnahme. Wenn Fahrverbote auch praktisch durchgesetzt werden könnten, sind sie natürlich ein wirkungsvolles Mittel gegen die lokale Luftverschmutzung, allerdings verbunden mit erheblichen Nachteilen für Pendler, ortansässige Betriebe und Dieselfahrer allgemein. Wichtiger ist es einerseits die Infrastruktur zu verbessern, um besonders betroffene Innenstädte vom Verkehr zu entlasten. Andererseits ist es natürlich unerlässlich, die funktionierenden Technologien zur Abgasreinigung weiter zu etablieren. Außerdem kann auch der Einsatz von Luftfiltern ein Ansatz sein. MANN+HUMMEL beschäftigt sich aktuell mit der Entwicklung einer solchen Technologie zur Reduzierung von Stickoxidbelastungen an besonders belasteten Orten.

Bis jedoch der NO2 Ausstoß gleichermaßen deutlich reduziert werden kann, wie z.B. der Ausstoß von Schwefeldioxid durch die Einführung von schwefelarmen Kraftstoffen in den 1990er Jahren, wird es vermutlich noch einige Zeit dauern und Sie werden gerade als Autofahrer auf stark befahrenen Straßen oder in Tunnels nach wie vor hohen NO2 Konzentrationen ausgesetzt sein.

"Der Einsatz von Luftfiltern kann ein Ansatz sein. MANN+HUMMEL beschäftigt sich aktuell mit der Entwicklung einer solchen Technologie zur Reduzierung von Stickoxidbelastungen an besonders belasteten Orten."

Martin Klein, Vice President Cabin Air Filtration

Gibt es auch Produkte von MANN+HUMMEL, die vor Stickstoffdioxid schützen?

Nahezu alle Fahrzeuge sind heute mit einem Innenraumfilter, umgangssprachlich auch Pollenfilter genannt, ausgestattet. Reine Partikelfilter können jedoch keine Gase zurückhalten. Hierzu ist der Einsatz eines Aktivkohlefilters notwendig. Aktivkohle hat eine sehr feine Porenstruktur, die die Gasmoleküle bindet. Wir schaffen es, unterschiedliche Aktivkohlen in einem Filtermedium zu kombinieren. Das erlaubt es uns, unsere Filter sehr genau auszulegen und die unterschiedlichen Schadstoffe zuverlässig zurückzuhalten, das gilt insbesondere auch für Stickstoffdioxid. Neben den Aktivkohleschichten setzen wir in unseren Filtern aber auch zusätzliche Lagen von Filtermedien ein, die beispielsweise vor Feinstaub, aber auch vor Allergenen oder Pollen schützen. Diese Kombifilter sind für alle gängigen Fahrzeugtypen erhältlich und haben ihre Leistungsfähigkeit in unzähligen Tests bewiesen.

Filtration von Feinstaub und NO2

Etwa 47.000 Menschen in Deutschland sterben nach Schätzungen der WHO jährlich durch Feinstaub. Vor allem in der Stadt ist die Luftbelastung hoch. Der Feinstaubalarm Stuttgart hat überregionale Bekanntheit erlangt. Tatsächlich lösen aufgrund hoher Luftverschmutzung weltweit Städte Feinstaubalarm aus. Mit Stickstoffdioxid sind Stadtbewohner einer weiteren Gesundheitsgefahr ausgesetzt. Die Filtrationsspezialisten von MANN+HUMMEL haben nun Technologien entwickelt, mit denen die Luftbelastung reduziert werden kann.

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Ansprechpartner Feinstaubfresser

Thomas Michalak
Sales & Business Development Manager - Fine Dust Eater
Eric Raschke
Projektleiter Feinstaubfresser