Neueste Dieselfahrzeuge (Euro-6) stossen dank Partikelfiltern so
gut wie keine gesundheitsschädigenden Russteilchen mehr aus.
Dennoch sind immer noch viele ältere Lastwagen, Busse,
Baumaschinen oder Dieselloks ohne Filter unterwegs. Diese
könnten aber durchaus nachgerüstet werden – ein
hochaktuelles Thema wie die Nationalratsdebatte vom 6. Mai zeigt.
Einen Test zur Filterbewertung hat die Empa in Zusammenarbeit mit
Industrie, Forschungsinstituten und Behörden schon vor einigen
Jahren entwickelt. Damals galt es, Dieselemissionen im
NEAT-Tunnelbau zu vermindern. Mit dem Test lässt sich
prüfen, ob Filter die Dieselabgase ausreichend reinigen. Ist
ein Filter VERT-zertifiziert, ist garantiert, dass dieser bis zu
98% weniger Russpartikel emittiert. Nach wie vor ungelöst ist
jedoch das Problem der flüchtigen Verbindungen, insbesondere
der genotoxischen – also das Erbgut schädigenden –
Stoffe.
Dieselabgase sind genotoxisch
2012 hat die WHO Dieselabgase in die höchste Klasse der
genotoxischen Stoffe eingestuft. Eingeatmete Dieselabgase
können Lungenkrebs auslösen. Gefragt ist also eine
Abgasnachbehandlung, um krebsauslösende Stoffe abzubauen. Doch
was genau geschieht mit diesen Stoffen in den Filtern? Werden sie
tatsächlich abgebaut oder nur eingelagert und bei hohen
Temperaturen wieder freigesetzt? Können gar neue Schadstoffe
entstehen, etwa entzündungsauslösendes Stickstoffdioxid,
krebserregende polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe (PAH)
oder gar Dioxine, wie Empa-Chemiker Norbert Heeb am fünften
VERT-Forum am 21. März in der Empa-Akademie ausführte.
Mit Tests an menschlichen Lungenzellen konnte Sandro Steiner von
der Université Fribourg zeigen, dass sich durch Filtration
alleine die Genotoxizität von Dieselabgasen nicht senken
liess. Erst katalytisch aktive Filter zersetzen auch die
genotoxischen Stoffe. Die meisten aktuellen Dieselpartikelfilter
sind deshalb mit wirksamen Katalysatoren ausgerüstet.
Dass die Nachrüstung älterer Dieselfahrzeuge mit
effizienten Filtern machbar ist, zeigten diverse Hersteller, die
etwa Systeme für Dieselloks anbieten. Diese arbeiten mit
Brennern und Katalysatoren in der Form von Treibstoffadditiven oder
entsprechenden Beschichtungen, die den Russ und angelagerte Stoffe
vollständig abbrennen.
Partikelfilter für Benzinmotoren
Die Entwicklung der Filtertechnologien beschränkt
sich jedoch nicht nur auf Dieselmotoren. Benzinmotoren mit
GDI-Technologie («gasoline direct injection»),
ursprünglich eingeführt von Mitsubishi und Hyundai,
emittieren ebenfalls Russ-Nanopartikel. Oft wird gar der Grenzwert
für Dieselfahrzeuge von 600 Milliarden Partikel pro Kilometer
überschritten. Diese Benzinerpartikel entstehen ähnlich
wie Dieselruss unter hohem Druck und sind mit 20 bis 60 Nanometer
sogar noch kleiner als die meisten Dieselrusspartikel. Das ist
beunruhigend, weil sie damit hundert Mal kleiner als die zehn
Mikrometer grossen Partikel (PM10), die heute als Masseinheit
für die Luftqualität dienen und somit lungengängig
sind.
Da sich die GDI-Technologie in der Autowelt durchsetzen wird, haben
ForscherInnen der Berner Fachhochschule in Biel und der FH
Nordwestschweiz (FHNW), der Empa und des PSI das Forschungsprojekt
«GasoMep» («gasoline vehicles with GDI»)
gestartet. Jan Czerwinski von der Berner Fachhochschule stellte
dieses am VERT-Forum vor: An entsprechenden Fahrzeugen soll mehr
über die Zusammensetzung der Partikel und Abgase erfahren und
neueste Filtertechnologien erprobt werden. Das Projekt wird vom
Bundesamt für Umwelt (BAFU), der Industrie und dem
Kompetenzzentrum für Energie und Mobilität des
ETH-Bereichs (CCEM) unterstützt.
Die besten Filtersysteme taugen jedoch nichts, wenn im Gesetz die
nötigen Vorschriften fehlen. Nino Künzli, Präsident
der Eidgenössischen Kommission für Lufthygiene (EKL),
erläuterte, wie die Forschung der Legislative immer wieder
Anlass gibt, Richtlinien zu überarbeiten. Die
ausserparlamentarische Fachkommission empfiehlt aufgrund neuer
Ergebnisse deshalb neu, einen zusätzlichen Immissionsgrenzwert
für die kleineren Feinstaubpartikel (PM2.5) in der
Schweizerischen Luftreinhalteverordnung zu verankern.
Messgeräte für Nanopartikel
Verbrennungspartikel sind unsichtbar. Sie sind kleiner
als 100 Nanometer (PM0.1), nicht wägbar und schweben in der
Luft. Doch wie lassen sich derart kleine Partikel erfassen? Mit
diesen Herausforderungen sehen sich Behörden konfrontiert. Wie
ist zu überprüfen, ob Filtersysteme tatsächlich
funktionieren, und wie können Lastwagen auf der Autobahn oder
Maschinen auf Baustellen kontrolliert werden? Wünschenswert
wären mobile Messgeräte, die die Anzahl Nanopartikel
direkt im Auspuff messen. Einige Referenten stellten am Forum
Lösungen vor, die bereits am Markt erhältlich sind oder
kurz vor der Markteinführung stehen und detailliert über
den Schadstoffausstoss einzelner Fahrzeuge informieren.
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