Ultrafeine Partikel: In der Nähe von Fähren sind ähnlich hohe Werte wie an viel befahrenen Straßen

Umfangreiche Messungen von Forschenden des Helmholtz-Zentrums Hereon ergaben in Hamburg Ultrafeinstaubbelastungen im Bereich von 15 000 Partikeln/cm3 bis 30 000 Partikeln/cm3 an Fähranlegern und an Straßenverkehrsstandorten.

Das Fährefahren ist in Hamburg Kult. Einheimische genießen dabei die Entschleunigung. Touristen nutzen es als preiswerte Alternative zur großen Hafenrundfahrt. Verborgen bleiben auf dem Wasser jedoch die besonders hohen Konzentrationen von ultrafeinen Partikeln, die Forschende des Helmholtz-Zentrums Hereon in Hamburgs Luft gemessen und deren Verteilung in der Stadt sie mit Modellen berechnet haben.

Das Ergebnis nach einem Jahr Messungen: Die Belastung durch ultrafeine Partikel (UFP), die generell als gesundheitsgefährdend eingestuft werden, ist lokal sehr hoch und weist in der Nähe von Fähren ähnlich hohe Werte auf wie an viel befahrenen Straßen. Die Ergebnisse der Studie lassen sich auf andere Hafenstädte übertragen.

Gesundheitsgefährdung durch ultrafeine Partikel

„Allgemein gelten ultrafeine Partikel als gesundheitsbelastend. Das Risiko muss jedoch noch genauer erforscht werden, weshalb wir zunächst die Verteilung dieser Partikel in Hamburg untersucht haben“, sagt Matthias Karl vom Helmholtz-Zentrum Hereon, der als Geo-Ökologe und Anwendungsentwickler federführend an der Studie beteiligt war. Schon vom Anleger für Kreuzfahrtschiffe oder Containerriesen ist die Problematik bekannt: die Belastung durch UFP, die durch den Betrieb von Dieselmotoren entstehen und freigegeben werden. Auch im Straßenverkehr, durch den Luftverkehr und im Winter durchs Heizen mit Öl oder Holz wird die Luft damit belastet.

Ein Jahr Luftmessungen an Verkehrsknotenpunkten

Die Hereon-Wissenschaftlerinnen und -Wissenschaftler nahmen an wichtigen Verkehrsknotenpunkten in Hamburg zunächst Luftmessungen vor. „Man braucht hierfür den richtigen Ort, wo sich die Partikel gut messen lassen. Über die Verteilung von Luftschadstoffen haben wir für Hamburg inzwischen wesentliche Kenntnisse in bereits durchgeführten Modellstudien gewonnen“, sagt Martin Ramacher, Nachwuchsgruppenleiter am Hereon-Institut für Umweltchemie des Küstenraumes. Die Messungen machten die Forschenden seit Februar 2021 an fünf Tagen jeweils an der Max-Brauer-Allee, an der Sternschanze, im Stadtteil Neugraben und am Fähranleger Övelgönne.

Die technische Ausstattung dafür war das tragbare Gerät P-Trak, ein Partikelzähler für ultrafeine Partikel. Diese sind kleiner als 100 nm oder anders ausgedrückt: ein Tausendstel des Durchmessers eines menschlichen Kopfhaares. Ab 7 nm Größe schlägt das Gerät an. Die Echtzeitmessungen wurden schließlich mit einer Modellierung ergänzt, um aus punktuellen Messungen ein umfassenderes Bild zu erzeugen. Da die Belastung der Luft auch sehr vom Wetter abhängt, wurden Ergebnisse von Wettermodellen des Deutschen Wetterdienstes für Hamburg zugrunde gelegt. „Das Wetter ist ein entscheidender Faktor. Wenn es etwa – wie in Hamburg – häufig windig ist, können die UFP schneller aus der Stadt getragen werden“, sagt Marvin Lauenburg, der die Messkampagne vorbereitet, umgesetzt und ausgewertet hat.

Das Ergebnis der Forschenden ist dennoch eindeutig: Die Konzentration der kleinen Partikel ist in Hamburg auf hohem Niveau. Die Messungen zeigten Konzentrationen im Bereich von 15 000 bis 30 000 Partikeln/cm³ an den Fähranlegern und an den Straßenverkehrsstandorten. Die städtischen Hintergrundkonzentrationen liegen zumeist bei 4000 bis 12 000 Partikeln/cm³, während die regionalen Hintergrundkonzentrationen im Bereich von wenigen Tausend Partikeln/cm³ sind.

Bis zu zehnmal weniger ultrafeine Partikel in der Umgebung von Städten

Das bedeutet: Die Konzentrationen ultrafeiner Partikel liegen am Fähranleger und in Straßennähe des Hamburger Zentrums um das Fünf- bis Zehnfache über den Konzentrationen in der regionalen Umgebung von Hamburg. Für die Anzahlkonzentrationen von UFP gibt es im Gegensatz zu etwa Feinstaub bisher noch keinen festgelegten Grenzwert. Dies liegt vor allem daran, dass die notwendigen Informationen zur Belastung durch UFP nur begrenzt vorliegen.

Prognosen für die Zukunft: Mehr Forschung nötig

„Ich war noch nie an einer Studie beteiligt, die von der Feldforschung bis zur Veröffentlichung der Ergebnisse so schnell vorankam“, sagt Matthias Karl. Zudem lassen sich die Ergebnisse gut auf andere Hafenstädte übertragen. Je robuster die Wetterdaten, desto näher kommen die modellierten UFP-Konzentrationen an Messungen heran.

Die Gesundheitsgefahren von ultrafeinen Partikeln sind noch nicht genau erforscht. Zahlreiche Studien und auch das Umweltbundesamt weisen aber auf die möglichen Gesundheitsgefahren durch diese sehr kleinen Partikel hin, die besonders tief in die Lunge eindringen und von dort in den Blutkreislauf gelangen können. Klar ist in jedem Fall, dass mehr Forschung nötig ist. In Zukunft wollen die Hereon-Forschenden daher ähnliche Modellierungen für den Flughafen Frankfurt in der Rhein-Main-Region und für die Großstadt Berlin vornehmen. In Zusammenarbeit mit Forschenden des UKE Hamburg sollen dabei für Hamburg und Berlin auch die damit verbundenen Gesundheitsgefahren genauer betrachtet werden.