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Wirkungen von Stickstoffdioxid (NO2)

Als Reizgas mit stechend-stickigem Geruch wird NO2 bereits in geringen Konzentrationen wahrgenommen. Die Inhalation ist der einzig relevante Aufnahmeweg. Die relativ geringe Wasserlöslichkeit des NO2 bedingt, dass der Schadstoff nicht in den oberen Atemwegen gebunden wird, sondern auch in tiefere Bereiche des Atemtrakts (Bronchiolen, Alveolen) eindringt.

Stickstoffdioxid kann die menschliche Gesundheit nachhaltig schädigen. Wirkungen im Atemtrakt bei niedrigeren Konzentrationen sind u. a. durch eine Erhöhung des Atemwegswiderstandes, Lungenfunktionsänderungen, Beeinträchtigung der Infektionsabwehr und morphologische Schädigungen der Lunge gekennzeichnet. Neben diesen Effekten werden als Konsequenzen einer chronischen Belastung fibrotische Veränderungen (krankhafte Vermehrungen des Bindegewebes) sowie die Ausbildung eines Emphysems genannt.

Zu den gesundheitsschädlichen Wirkungen nach inhalativer Aufnahme von Stickstoffdioxid liegen eine Vielzahl von einzelnen Untersuchungen und eine Reihe von Übersichtsarbeiten vor.

Die Erkenntnisse zu den Kurz- und Langzeitwirkungen von Stickstoffdioxid wurden anhand von Tierversuchen, human-experimentellen Untersuchungen (Kammerexperimenten) und vor allem aus epidemiologischen Studien gewonnen. Die Ergebnisse der umweltepidemiologischen Studien, in denen der mögliche Zusammenhang zwischen der Außenluftbelastung der Bevölkerung durch NO2 und kurz- und langfristigen Wirkungen auf die menschliche Gesundheit untersucht wurde, lassen sich wie folgt zusammenfassen:

Hinsichtlich der Kurzzeitwirkungen konnten in verschiedenen Studien Zusammenhänge zwischen einer Erhöhung der NO2-Belastung und einer Zunahme der Gesamtsterblichkeit (alle Todesursachen), der Herz-Kreislauf-bedingten Sterblichkeit, der Krankenhausaufnahmen und Notfall-Konsultationen aufgrund von Atemwegserkrankungen und Asthma sowie der Krankenhausaufnahmen aufgrund chronischer Bronchitis ermittelt werden.

Zu den Langzeitwirkungen liegen verschiedene umweltepidemiologische Untersuchungen vor. In diesen konnte bei Zunahme der langfristigen NO2-Belastung insb. eine Zunahme der Sterblichkeit (alle Todesursachen, Herz- und Atemwegserkrankungen, Lungenkrebs) sowie eine Zunahme der Häufigkeit von kardiovaskulären Erkrankungen, chronischen Atemwegsbeschwerden bei Erwachsenen, Hustenepisoden und Bronchitis bei Schulkindern, chronischer Bronchitis bei Kindern mit diagnostiziertem Asthma und Lungenfunktionsverschlechterungen bei Schulkindern festgestellt werden.

Inwieweit die in umweltepidemiologischen Studien für Stickstoffdioxid beobachteten Wirkungen auch durch andere, mit NO2 korrelierte Einzelschadstoffe mitbedingt sind, ist nicht abschließend abgeklärt. NO2 ist als ein Indikator für verkehrsbedingte Schadstoffe anzusehen. Es liegen aber berechtigte Hinweise auf eine eigenständige Wirkung von NO2 auf die Gesundheit des Menschen vor. Insgesamt ist davon auszugehen, dass NO2 einen wesentlichen Beitrag zu den schädlichen Gesundheitseffekten beim Menschen leistet.

Eine Einstufung hinsichtlich der Kausalität des Zusammenhanges zwischen der NO2-Exposition und den verschiedenen Wirkendpunkten wurde u. a. von der US-amerikanischen Umweltbehörde EPA (Environmental Protection Agency) vorgenommen. Die Beweiskraft zwischen respiratorischen Erkrankungen und der kurzzeitigen Exposition gegenüber NO2 stuft die EPA als hoch ein und spricht von einem kausalen Zusammenhang. Einen wahrscheinlich kausalen Zusammenhang erkennt die EPA für respiratorische Effekte nach langfristiger Belastung. Für kardiovaskuläre Effekte (Kurzzeit), kardiovaskuläre Effekte (Langzeit) sowie Krebs wird ein möglicher kausaler Zusammenhang gesehen. Auch hinsichtlich der Gesamtmortalität (Kurzzeit) und Gesamtmortalität (Langzeit) spricht die EPA von einem möglichen kausalen Zusammenhang mit der NO2-Exposition.

Für Stickstoffdioxid kann nach aktuellem Kenntnisstand kein Schwellenwert benannt werden, bei dessen Unterschreiten langfristige Wirkungen von NO2 auf den Menschen ausgeschlossen werden können. Dies legt den Schluss nahe, dass eine möglicherweise übersehene Wirkungsschwelle nur im niedrigen Konzentrationsbereich liegen kann. Für besonders empfindliche Personen scheint die Wirkungsschwelle sehr tief zu liegen.

Im ihrem sogenannten REVIHAAP-Bericht führt die WHO aus, dass seit dem Global Update der Air Quality Guidelines 2005 neue relevante epidemiologische Studien veröffentlicht wurden, welche Korrelationen zwischen der Kurzzeit- und Langzeitbelastung und gesundheitlichen Effekten von N02 darstellen.[1] Viele dieser Studien wurden in Gebieten durchgeführt, in denen die Konzentrationen im Bereich oder unterhalb der EU-Grenzwerte von 200 µg/m³ (Stundenmittelwert) und 40 µg/m³ (Jahresmittelwert) lagen. Die Ergebnisse der aktuellen Studien unterstützen nach WHO (2013) den Bedarf für eine Aktualisierung der derzeitigen Air Quality Guidelines (AQG). Die Berücksichtigung der neuen Erkenntnisse könne laut WHO zu niedrigeren AQG als bislang führen. Nach WHO bestehe aus gesundheitlicher Sicht kein Grund die NO2-Grenzwerte der EU-Richtlinie zu erhöhen oder zu entfernen.

Bewertungsmaßstäbe

Zur Bewertung von Stickstoffdioxid-Immissionen im Rahmen der Genehmigung und Überwachung von Anlagen nach BImSchG stehen die Immissionswerte der TA Luft von 40 µg/m3 (Mittelungszeitraum: Jahr) und 200 µg/m3 (Mittelungszeitraum: 1 Stunde) zur Verfügung. Für letzteren gilt eine zulässige Überschreitungshäufigkeit von 18 Stunden im Jahr. Die Immissionswerte der TA Luft für Stickstoffdioxid basieren auf den entsprechenden Grenzwerten der 1. Tochterrichtlinie der EU "Richtlinie 1999/30/EG des Rates vom 22. April 1999 über Grenzwerte für Schwefeldioxid, Stickstoffdioxid und Stickstoffoxide, Partikel und Blei in der Luft". Diese wurde mittlerweile in die Richtlinie 2008/50/EG des Europäischen Parlaments und des Rates vom 21.5.2008 über Luftqualität und saubere Luft für Europa überführt.

In der Richtlinie VDI 2310 Blatt 12 Maximale Immissions-Werte zum Schutz des Menschen; Maximale Immissions-Konzentrationen für Stickstoffdioxid“ wird zur Beurteilung der kurzfristigen Wirkungen von NO2 auf den Menschen für Wohngebiete, die im Allgemeinen repräsentativ für die Belastungssituation der Bevölkerung sind, ein 24-h-MIK-Wert von 50 µg NO2/m3 festgelegt.
Da sich, insbesondere aus epidemiologischen Studien, kein Schwellenwert für langfristige NO2-Wirkungen auf den Menschen ableiten lässt, wird von der Kommission Reinhaltung der Luft im VDI und DIN, unter Gesichtspunkten der gesundheitlichen Vorsorge, für langfristige Belastungen in Wohngebieten ein Jahresmittelwert in Höhe von 20 µg NO2/m3 für anstrebenswert gehalten.

 

Aktuelle Messwerte

Das Landesamt für Natur, Umwelt und Verbraucherschutz stellt für NRW kontinuierlich aktualisierte Messwerte für Stickstoffdioxid zur Verfügung.

Weiterführende Publikationen

Informationen zu Stickstoffdioxid und seine Wirkungen auf die Gesundheit des Menschen finden sich u. a. auch in der folgenden Publikation:

(Stand: Juni 2018)

 


[1] World Health Organization (WHO) (2013): Review of evidence on health aspects of air pollution – REVIHAAP Project. Technical Report. WHO Regional Office for Europe, Copenhagen.