Fast zwei Millionen vorzeitige Todesfälle pro Jahr Unsichtbarer Killer: Studie zeigt Gesundheitsgefahr durch Ultrafeinstaub

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Luft oder Gift – der Übergang scheint fließend. Laut einer neuen Studie gehen bis zu zwei Millionen vorzeitige Todesfälle auf das Konto von Ultrafeinstaub. Laut den Studienautoren ist dringend ein Grenzwert für die extrem kleinen Partikel nötig, um den Schaden künftig zu mindern.

Ultrafeinstaub, das sind ultrafeine Partikel, kleiner als 100 Nanometer und für das bloße Auge unsichtbar. Dieser Dunst trägt weltweit erheblich zur Sterblichkeit bei. Zu diesem Ergebnis kommt eine internationale Studie von Forschenden unter Leitung des Max-Planck-Instituts für Chemie (MIPC) in Mainz und des Cyprus Instituts in Nikosia, Zypern, an der auch Kardiologen der Universitätsmedizin Mainz beteiligt waren.

Die Forschenden schätzen, dass weltweit jährlich rund zwei Millionen Menschen an Ultrafeinstaub vorzeitig sterben. Das sind etwa fünf Prozent aller Todesfälle durch nicht-übertragbare Krankheiten. Rund die Hälfte davon entfällt auf Herz-Kreislauf-Erkrankungen. Die Forschenden plädieren daher für verbindliche Grenzwerte.

Anders als der gröbere Feinstaub (PM2,5) mit Durchmesser kleiner als 2,5 Mikrometer, für den in der EU und den USA gesetzliche Grenzwerte gelten, sind ultrafeine Partikel (UFP) bislang nicht reguliert. Obwohl sie kaum zur Feinstaubmasse beitragen, besitzen sie aufgrund ihrer geringen Größe eine sehr große Oberfläche im Verhältnis zu ihrer Masse. Ultrafeine Partikel können tief in die Lunge eindringen, die Atemwegsbarriere überwinden und über die Blutbahn sowie die Riechschleimhaut direkt ins Gehirn gelangen. Damit unterscheiden sie sich grundlegend von größeren Feinstaubpartikeln.

Schadstoffbelastung durch Flugzeuge

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Globale Belastungskarte zeigt Feinstaub-Hotspots auf einen Kilometer genau

Für die Studie kombinierte das Team Satellitendaten, Landnutzungsinformationen und Messdaten aus 155 Orten weltweit mithilfe maschinellen Lernens. Damit bildete es die langfristige Ultrafeinstaubbelastung erstmals mit einer Auflösung von einem Kilometer für den Zeitraum 2010 bis 2019 ab.

In Städten liegen die mittleren jährlichen Konzentrationen demnach typischerweise zwischen 10.000 und 30.000 Partikeln pro Kubikzentimeter. Zu der Zahl von 1,99 Millionen vorzeitigen Todesfällen geben die Forscher eine Spannbreite, das so genannte 95 Prozent Konfidenzintervall, an. Es besagt, dass mit einer Sicherheit von 95 Prozent der Wert der Todesfälle zwischen 0,81 und 3,89 Millionen liegt.

Ein blinder Fleck der Luftreinhaltepolitik

Auf Basis einer Meta-Analyse großer Kohortenstudien aus Europa und Nordamerika leiteten die Forschenden zudem ein Risikoverhältnis für die Sterblichkeit ab und verknüpften es mit den Expositionsdaten. Das Ergebnis: eine Sterblichkeitsdichte von 35,7 (Konfidenzintervall: 15,8–65,5) je 100.000 Einwohner und Jahr in Europa und 27,4 (Konfidenzintervall: 12,9–47,4) je 100.000 in Nordamerika. Besonders hoch ist die Belastung in Süd- und Osteuropa. Weltweit entfallen etwa 91 Prozent der ultrafeinstaubbedingten Todesfälle auf Stadtgebiete, davon 78 Prozent auf dicht besiedelte urbane Zentren.

„Ultrafeinstaub ist buchstäblich ein blinder Fleck der Luftreinhaltepolitik: Er wird von keiner Vorschrift erfasst, obwohl er in unseren Städten allgegenwärtig ist“, sagt Prof. Dr. Jos Lelieveld, Direktor emeritus am MPIC und Erstautor der Studie. „Mit unseren Daten können wir erstmals weltweit zeigen, wo die Belastung am höchsten ist und welche Quellen dafür verantwortlich sind – insbesondere die Verbrennungsprozesse im Verkehr, in der Industrie und in der Energieerzeugung. Das gibt der Politik ein konkretes Werkzeug an die Hand, um gezielt gegenzusteuern.“

Besondere Gefahr für das Herz-Kreislauf-System

Die Studie unterstreicht, dass ultrafeine Partikel ein bislang unterschätztes Risiko für das Herz-Kreislauf-System darstellen. Weil sie über die Lunge in die Blutbahn übertreten können, lösen sie systemischen oxidativen Stress und eine Funktionsstörung der Gefäßinnenwand (medizinisch Endotheldysfunktion) aus, begünstigen die Entstehung von Arteriosklerose und stehen im Zusammenhang mit Bluthochdruck, Diabetes, Herzinsuffizienz, Herzinfarkt sowie einer beeinträchtigten Durchblutung der kleinen Herzkranzgefäße. Tierexperimentelle und humane Studien zeigen zudem Effekte auf die Herzfunktion und den Zellstoffwechsel bis hin zur Schädigung der Mitochondrien, der „Kraftwerke“ der Zelle.

„Für uns in der Kardiologie ist besonders alarmierend, dass ultrafeine Partikel die natürlichen Schutzbarrieren des Körpers umgehen und direkt ins Blut und sogar ins Gehirn gelangen können“, erläutert Univ.-Prof. Dr. Thomas Münzel, Seniorprofessor am Zentrum für Kardiologie der Universitätsmedizin Mainz. „Wir sehen in unseren eigenen Arbeiten, wie das Herz-Kreislauf-System auf diese Belastung reagiert: mit oxidativem Stress, geschädigten Blutgefäßen und einem erhöhten Risiko für Herzinfarkt und Schlaganfall.“

Rund die Hälfte der weltweit durch Ultrafeinstaub verursachten Todesfälle gingen laut Aussage des Experten auf Herz-Kreislauf-Erkrankungen zurück. Das mache Münzel zufolge deutlich: „Luftreinhaltung ist Herzgesundheit. Wir brauchen dringend verbindliche Grenzwerte und eine routinemäßige Überwachung von Ultrafeinstaub, so wie es sie längst für Feinstaub gibt.“

Grenzwerte könnten Leben retten

Nach Analyse der Forschenden bestehen die Ultrafeinstaubpartikel in belasteten Regionen überwiegend aus den typischen Verbrennungsprodukten Ruß (Black Carbon) und organischem Kohlenstoff. Weltweit entfallen rund 75 Prozent der Belastung auf fossile Brennstoffe; in Ländern mit hohem Einkommen sind es sogar über 90 Prozent; in einkommensschwächeren Ländern spielt zusätzlich das häusliche Verbrennen von Holz eine wichtige Rolle. Die Weltgesundheitsorganisation (WHO) und die Europäische Union stufen Ultrafeinstaub inzwischen als „Schadstoff von neu aufkommender Bedeutung“ ein.

Die Mainzer Studie zeigt auch: ein Grenzwert von 5.000 Partikeln pro Kubikzentimeter im Jahresmittel könnte die weltweite Übersterblichkeit durch Ultrafeinstaub um etwa 45 Prozent senken. Die Autoren fordern daher, den Ausstoß von Verbrennungsquellen in Städten – insbesondere aus Verkehr, Industrie und Energieerzeugung – konsequent zu senken, den Ausbau nicht-fossiler Energiequellen voranzutreiben und Ultrafeinstaub in die routinemäßige Luftgüteüberwachung aufzunehmen, um die langfristigen gesundheitlichen Auswirkungen besser erfassen zu können.

Originalpublikation: Jos Lelieveld, Pantelis Georgiades, Matthias Kohl, Yafang Cheng, Theodoros Christoudias, Jean Sciare, Mihalis Nicolaou, Constantine Dovrolis, Mohammed Fnais, Markku Kulmala, Andreas Daiber, Omar Hahad, Marin Kuntic, Thomas Münzel, Andrea Pozzer: Air quality and health implications of exposure to ultrafine particle pollution, Cardiovascular Research, Juli 2026; DOI: 10.1093/cvr/cvag136/8728222

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