Auf den ersten Blick klingt es paradox: Je moderner ein Dieselmotor konzipiert ist, desto kleiner und damit gefährlicher sind die im Abgas enthaltenen Nanopartikel. Dr. Friedrich Legerer, Physiker aus Wien und Vorsitzender des österreichischen Arbeitskreises Diesel-Partikelfilter:
"Moderne Motoren haben die Eigenschaft, dass sie einen unerhört guten Wirkungsgrad haben. Das heißt: Es wird sehr viel von der chemischen Energie des Treibstoffes in mechanische Energie an der Kurbelwelle umgesetzt. Sie haben eine große Laufruhe. Und beides wurde erreicht durch eine getaktete Einspritzung von allerkleinsten Treibstoffmengen bei sehr, sehr hohem Druck."
Genau darin besteht das Prolem: Weil wegen des hohen Wirkungsgrades in kurzer Folge hintereinander kleinste Treibstoffmengen unter sehr hohem Druck in die Zylinder geleitet werden, fallen beim Verbrennungsprozess auch die Rückstände entsprechend klein aus. In der Regel handelt es sich um Kohlenstoff, der in winzig kleinen Atomclustern emittiert wird, und Kohlenstoffverbindungen häufig in Molekülgröße. Über lange Zeit hinweg blieben diese Nanopartikel im Dieselabgas unbeachtet, so Professor Armin Hansel vom Institut für Ionenhysik und angewandte Physik an der Universität Innsbruck:
"Grundsätzliche ist es ja so, dass Aerosole oder Partikel in einer sehr breiten Größenklasse vorkommen. Und die derzeit von der EU verbindliche Messgröße, die reglementiert ist, diese PM 10, da wird die gesamte Masse aller Partikel bis zu einer Größe von bis zu zehn Mikrometern erfasst und gewogen."
Kleinere Partikel, beklagen die Innsbrucker Forscher, würden bei Testreihen und bei der Bemessung von Grenzwerten damit gar nicht mehr erfasst - und genau dies sei verhängnisvoll: Denn die gesundheitsgefährdene Wirkung solcher Partikel hänge schließlich nicht nur von der Masse ab. Die Nanopartikel treten zahlenmäßig viel häufiger auf - mit einer insgesamt erheblich größeren Partikeloberfläche.
"Und die Oberfläche ist chemisch wirksam. Und das ist auch, was unsere Gesundheit schädigt. Da werden beispielsweise Sauerstoffradikale erzeugt in den Atemwegen. Also oxidativer Stress sagt man auch dazu..."
...erklärt der Mediziner Dr. Heinz Fuhsig von der Allgemeinen Unfallversicherungsanstalt Innsbruck; er arbeitet mit den Forschern der Universität beim Thema "Nanopartikel in Dieselabgasen" zusammen. Dabei meinen sie Partikel kleiner als zehn Nano-Meter; das ist in etwa 10.000 mal so winzig wie ein gröberes Feinstaub-Partikelchen. Diese winzigen Nanopartikel schaffen es dann auch, sich überall im menschlichen Körper abzulagern. Heinz Fuhsig befürchtet, dass sich Langfristschädigungen durch die Nanopartikel in großem Ausmaß erst in Jahrzehnten zeigen werden.
"Im Gehirn und in der Leber bleiben sie auch liegen. Und die bleiben auch lange liegen. Man weiß noch gar nicht, ob die Jahrzehnte oder nur Jahre liegenbleiben, aber jedenfalls über eine lange Zeit. Und über diese Langzeitwirkung weiß man noch fast nichts. Man weiß, dass histologisch unter dem Mikroskop das so ähnlich wie bei Alzheimer aussieht. Das ist so eine Ablagerung im Gehirn. Ob Alzheimer aber irgendetwas mit diesen Dieselpartikeln zu tun haben kann, wissen wir noch nicht. Ähnliches gilt für Parkinson."
Hier gibt es für die Forscher noch einiges zu tun, zumal sie noch nicht die genaue chemische Zusammensetzung der Nano-Partikel im Dieselabgas kennen. Dass es sich um Kohlenstoff und um Kohlenstoffverbindungen handelt, lässt sich aus dem Verbrennungsprozess herleiten. Wie sich aber beispielsweise Verunreinigungen im Dieseltreibstoff auf die Entstehung solcher Nano-Partikel auswirken, sei noch ein großes Rätsel, so Professor Armin Hansel vom Institut für Ionenhysik und Angewandte Physik der Universität Innsbruck:
"Die Komplexität dieses Nanopartikel ist die, dass man diese Nanopartikel derzeit mit keinem Verfahren genau chemisch analysieren kann. Mann kann diese Nanopartikel anteilsmäßig erfassen, indem man sie einsaugt und dann durch einen Alkoholdampf wachsen lässt, danach mit Wechselwirkung, mit Licht, kann man die Anzahl zählen. Das geht sehr gut. Man kann allerdings derzeit die chemische Zusammensetzung dieser Nano-Partikel nicht analysieren."
Als Konsequenz aus alldem fordern die Innsbrucker Forscher eine Ausweitung der Dieselrußfilter auf möglichst alle dieselbetriebenen Fahrzeuge und Maschinen. Denn es gebe mittlerweile zahlreiche keramikbasierte Filter, die sehr effektiv Nano-Partikel in Dieselabgasen zurückhalten könnten.
"Moderne Motoren haben die Eigenschaft, dass sie einen unerhört guten Wirkungsgrad haben. Das heißt: Es wird sehr viel von der chemischen Energie des Treibstoffes in mechanische Energie an der Kurbelwelle umgesetzt. Sie haben eine große Laufruhe. Und beides wurde erreicht durch eine getaktete Einspritzung von allerkleinsten Treibstoffmengen bei sehr, sehr hohem Druck."
Genau darin besteht das Prolem: Weil wegen des hohen Wirkungsgrades in kurzer Folge hintereinander kleinste Treibstoffmengen unter sehr hohem Druck in die Zylinder geleitet werden, fallen beim Verbrennungsprozess auch die Rückstände entsprechend klein aus. In der Regel handelt es sich um Kohlenstoff, der in winzig kleinen Atomclustern emittiert wird, und Kohlenstoffverbindungen häufig in Molekülgröße. Über lange Zeit hinweg blieben diese Nanopartikel im Dieselabgas unbeachtet, so Professor Armin Hansel vom Institut für Ionenhysik und angewandte Physik an der Universität Innsbruck:
"Grundsätzliche ist es ja so, dass Aerosole oder Partikel in einer sehr breiten Größenklasse vorkommen. Und die derzeit von der EU verbindliche Messgröße, die reglementiert ist, diese PM 10, da wird die gesamte Masse aller Partikel bis zu einer Größe von bis zu zehn Mikrometern erfasst und gewogen."
Kleinere Partikel, beklagen die Innsbrucker Forscher, würden bei Testreihen und bei der Bemessung von Grenzwerten damit gar nicht mehr erfasst - und genau dies sei verhängnisvoll: Denn die gesundheitsgefährdene Wirkung solcher Partikel hänge schließlich nicht nur von der Masse ab. Die Nanopartikel treten zahlenmäßig viel häufiger auf - mit einer insgesamt erheblich größeren Partikeloberfläche.
"Und die Oberfläche ist chemisch wirksam. Und das ist auch, was unsere Gesundheit schädigt. Da werden beispielsweise Sauerstoffradikale erzeugt in den Atemwegen. Also oxidativer Stress sagt man auch dazu..."
...erklärt der Mediziner Dr. Heinz Fuhsig von der Allgemeinen Unfallversicherungsanstalt Innsbruck; er arbeitet mit den Forschern der Universität beim Thema "Nanopartikel in Dieselabgasen" zusammen. Dabei meinen sie Partikel kleiner als zehn Nano-Meter; das ist in etwa 10.000 mal so winzig wie ein gröberes Feinstaub-Partikelchen. Diese winzigen Nanopartikel schaffen es dann auch, sich überall im menschlichen Körper abzulagern. Heinz Fuhsig befürchtet, dass sich Langfristschädigungen durch die Nanopartikel in großem Ausmaß erst in Jahrzehnten zeigen werden.
"Im Gehirn und in der Leber bleiben sie auch liegen. Und die bleiben auch lange liegen. Man weiß noch gar nicht, ob die Jahrzehnte oder nur Jahre liegenbleiben, aber jedenfalls über eine lange Zeit. Und über diese Langzeitwirkung weiß man noch fast nichts. Man weiß, dass histologisch unter dem Mikroskop das so ähnlich wie bei Alzheimer aussieht. Das ist so eine Ablagerung im Gehirn. Ob Alzheimer aber irgendetwas mit diesen Dieselpartikeln zu tun haben kann, wissen wir noch nicht. Ähnliches gilt für Parkinson."
Hier gibt es für die Forscher noch einiges zu tun, zumal sie noch nicht die genaue chemische Zusammensetzung der Nano-Partikel im Dieselabgas kennen. Dass es sich um Kohlenstoff und um Kohlenstoffverbindungen handelt, lässt sich aus dem Verbrennungsprozess herleiten. Wie sich aber beispielsweise Verunreinigungen im Dieseltreibstoff auf die Entstehung solcher Nano-Partikel auswirken, sei noch ein großes Rätsel, so Professor Armin Hansel vom Institut für Ionenhysik und Angewandte Physik der Universität Innsbruck:
"Die Komplexität dieses Nanopartikel ist die, dass man diese Nanopartikel derzeit mit keinem Verfahren genau chemisch analysieren kann. Mann kann diese Nanopartikel anteilsmäßig erfassen, indem man sie einsaugt und dann durch einen Alkoholdampf wachsen lässt, danach mit Wechselwirkung, mit Licht, kann man die Anzahl zählen. Das geht sehr gut. Man kann allerdings derzeit die chemische Zusammensetzung dieser Nano-Partikel nicht analysieren."
Als Konsequenz aus alldem fordern die Innsbrucker Forscher eine Ausweitung der Dieselrußfilter auf möglichst alle dieselbetriebenen Fahrzeuge und Maschinen. Denn es gebe mittlerweile zahlreiche keramikbasierte Filter, die sehr effektiv Nano-Partikel in Dieselabgasen zurückhalten könnten.