Technik

Feinstaub ist ein Teil des Schwebstaubs. Die aktuelle Definition des Feinstaubs geht zurück auf den im Jahr 1987 eingeführten National Air Quality-Standard for Particulate Matter (kurz als PM-Standard bezeichnet) der US-amerikanischen Umweltschutzbehörde EPA (Environmental Protection Agency).[1] Die ursprüngliche Definition des Feinstaubs basierte auf der Johannesburger Konvention aus dem Jahr 1959 und sah als Trennkorndurchmesser einen aerodynamischen Durchmesser von 5 µm vor.[2] Als Luftschadstoff wirkt sich Feinstaub negativ auf die Gesundheit aus, so kausal auf die Sterblichkeit, Herz-Kreislauf-Erkrankungen und Krebserkrankungen sowie wahrscheinlich kausal auf Atemwegserkrankungen.

PM 10
In der ersten Fassung der amerikanischen Richtlinie wurde der Standard PM10 definiert, für den seit Anfang 2005 auch in der EU ein Grenzwert einzuhalten ist. Im Gegensatz zu der üblicherweise genannten Definition stellt PM10 keine scharfe Aufteilung der Immissionen bei einem aerodynamischen Durchmesser von 10 Mikrometern (10 µm) dar; vielmehr wurde versucht, das Abscheideverhalten der oberen Atemwege nachzubilden: Partikel mit einem aerodynamischen Durchmesser von weniger als 1 µm werden vollständig einbezogen, bei größeren Partikeln wird ein gewisser Prozentsatz gewertet, der mit zunehmender Partikelgröße abnimmt und bei ca. 15 µm schließlich 0 % erreicht. Technisch gesehen entspricht dies der Anwendung einer Gewichtungsfunktion (in der Fachsprache Trennkurve bzw. Trennfunktion) auf die Immissionen (in der Praxis wird dies durch einen größenselektiven Einlass an den Messgeräten erreicht). Aus dem Verlauf dieser Gewichtungsfunktion leitet sich letztendlich auch die Bezeichnung PM10 ab, da bei ca. 10 µm genau die Hälfte der Partikel in die Gewichtung eingehen.

PM 2,5
Im Jahr 1997 wurde die amerikanische Richtlinie um PM2,5 ergänzt, die dem lungengängigen (alveolengängigen) Feinstaub (auch Feinststaub genannt) entspricht. Die Definition ist analog zu PM10, allerdings ist die Gewichtungsfunktion wesentlich steiler (100 % Gewichtung < 0,5 µm; 0 % Gewichtung > 3,5 µm; 50 % Gewichtung bei ca. 2,5 µm). Diese wesentlich schärfere Trennung lässt sich bei der Messung nicht mehr durch einen speziellen Einlass erreichen, hierfür kommen in der Praxis Impaktoren oder Zyklone zum Einsatz.

PM 1
Darüber hinaus werden ultrafeine Partikel (UP bzw. UFP, „Ultrafeinstaub“) als Partikel mit einem thermodynamischen Durchmesser von weniger als 0,1 µm definiert. Der thermodynamische Durchmesser beschreibt ein kugelförmiges Partikel mit einem identischen Diffusionsverhalten wie das betrachtete Partikel.

In Europa wurden erstmals mit der Richtlinie 80/779/EWG vom 15. Juli 1980 (in deutsches Recht umgesetzt mit der Verordnung über Immissionswerte – 22. Bundes-Immissionsschutzverordnung) Grenzwerte für Feinstaub festgelegt. Diese Richtlinie wurde im Laufe der Jahre weiterentwickelt:

Seit dem 1. Januar 2005 beträgt der einzuhaltende Tagesmittelwert für PM10 50 µg/m³ bei 35 zugelassenen Überschreitungen im Kalenderjahr. (In Österreich sind von 1. Januar 2005 bis 31. Dezember 2009 nur 30 Überschreitungen/Jahr erlaubt)
-Seit dem Jahr 2005 beträgt der Jahresmittelwert für PM10 40 µg/m³.
-Seit dem 1. Januar 2010 darf der einzuhaltende Tagesmittelwert für PM10 weiterhin 50 µg/m³ betragen, die ursprünglich vorgesehenen nur noch 7 zugelassenen Überschreitungen im Kalenderjahr sind durch Richtlinie 2008/50/EG vom 21. Mai 2008 wieder auf die ursprünglich zulässigen 35 Überschreitungen korrigiert worden.
- Seit dem Jahr 2010 sollte der Jahresmittelwert für PM10 nur noch 20 µg/m³ betragen. Auch dies ist durch die Richtlinie 2008/50/EG wieder entschärft worden, so dass seit 2010 weiter der Jahresmittelwert für PM10 40 µg/m³ gilt.