Ultrafeinstaub bzw. Ultrafeine Partikel (UFP) (ultra lateinisch für „darüber hinaus, jenseits“; Partikel nach lateinisch pars = „Teil“) bezeichnet die kleinste Fraktion des Feinstaubs, der wiederum ein Teil des gesamten Schwebstaubs ist. Ultrafeine Partikel haben einen Äquivalentdurchmesser von weniger als 0,1 Mikrometer (µm) (das entspricht 100 Nanometer [nm]).VDI 2083 Blatt 1:2013-01 Reinraumtechnik; Partikelreinheitsklassen der Luft (Cleanroom technology; Particulate air cleanliness classes). Beuth Verlag, Berlin, S. 7.DIN EN ISO 14644-3:2006-03 Reinräume und zugehörige Reinraumbereiche; Teil 3: Prüfverfahren (ISO 14644-3:2005); Deutsche Fassung EN ISO 14644-3:2005. Beuth Verlag, Berlin, S. 6. Im Gegensatz zu Nanopartikeln werden ultrafeine Partikel unbeabsichtigt in die Atmosphäre eingebracht.Wolfram Birmili, Axel Pietsch, Thomas Niemeyer, Jürgen Kura, Stephan Hoffmann, Anja Daniels, Jiangyue Zhao, Jia Sun, Birgit Wehner, Alfred Wiedensohler: Vorkommen und Quellen ultrafeiner Partikel im Innenraum und in der Außenluft - Aktueller Kenntnisstand. In: Gefahrstoffe – Reinhalt. Luft, 80, Nr. 1/2, 2020, S. 33–43.
Entstehung und Verbreitung Ultrafeine Partikel entstehen insbesondere durch chemische und thermische Gasphasenreaktionen.Vanessa Kunde: Sind Arbeitsplatzgrenzwerte für Partikelkonzentrationen machbar? In: Gefahrstoffe – Reinhalt. Luft, 77, Nr. 10, 2017, S. 421–426. So sind sie beispielsweise in Schweißrauchen und Dieselmotoremissionen enthalten. Beim Betrieb von Ethanolöfen zum Beheizen von InnenräumenChristoph Habarta, Marina Sysoltseva, Saskia Eckert, Ludwig Fembacher, Adela Frenzen, Janine Wolf, Richard Winterhalter, Christina Scheu, Hermann Fromme: Innenraumluftqualität beim Betrieb von Ethanolöfen. In: Gefahrstoffe – Reinhalt. Luft, 78, Nr. 9, 2018, S. 375–382. und beim KerzenabbrandVDI 4300 Blatt 12:2020-07 (Entwurf) Messen von Innenraumluftverunreinigungen; Messstrategie und Bestimmung von ultrafeinen Partikeln. Beuth Verlag, Berlin, S. 2. entstehen sie ebenso wie beim RauchenChristof Asbach, Ana Maria Todea: Persönliche Exposition gegenüber ultrafeinen Partikeln im Alltag. In: Gefahrstoffe – Reinhalt. Luft, 76, Nr. 9, 2016, S. 315–321. von Tabak. Eine weitere Quelle für ultrafeine Partikel sind Kondensationsvorgänge. In unmittelbarer Nähe von Straßen ist die Konzentration an ultrafeinen Partikeln deutlich erhöhtLuftqualität und Fahrzeugantriebe. VDI-Statusreport Dezember 2018, S. 4., aufrufbar unter vdi.de (Registrierung erforderlich) wie laut Messung in der Schweiz auch in der Nähe des Flughafens Zürich.Jahresbericht 2024, Ostluft, Luftqualitätsüberwachung der Ostschweizer Kantone und des Fürstentums Liechtenstein Die Anzahl der emittierten groben und feinen Partikel lässt keine Rückschlüsse auf die Anzahl emittierter ultrafeiner Partikel zu. 2026 zeigte eine Studie, dass hohe Konzentrationen ultrafeiner Partikel von bis zu 300'000 Partikel pro Kubikzentimeter, die gut einen Kilometer in Windrichtung von der meistgenutzten Start- und Landebahn 28 des Flughafens Zürich entfernt gemessen wurden, ausschließlich auf den Flugbetrieb zurückzuführen sind. Diese bei Start und Landung von Flugzeugen emittierten Spitzenwerte lagen um mehr als das Zehnfache über dem normalen Hintergrundwert am Flughafen bei Nacht, wenn keine Flugzeuge verkehren. Mit der Einführung von schwefelarmem Kerosin könnte die Feinstaubbelastung deutlich reduziert werden. (vgl. )
Zu den natürlichen Quellen von ultrafeinen Partikeln zählen unter anderem Vulkanausbrüche, Waldbrände und aufgewirbeltes Seesalz.
Das Ausbreitungsverhalten von ultrafeinen Partikeln ähnelt dem von Gasmolekülen: Sie werden durch Luftströmungen transportiert und verteilen sich über Diffusionsvorgänge.VDI 4300 Blatt 12:2020-07 (Entwurf) Messen von Innenraumluftverunreinigungen; Messstrategie und Bestimmung von ultrafeinen Partikeln. Beuth Verlag, Berlin, S. 6.
2022 untersuchten Wissenschaftler des Hessischen Landesamtes für Naturschutz, Umwelt und Geologie (HLNUG) und der Goethe-Universität die Anzahl und Größe ultrafeiner Partikel an verschiedenen Luftmessstationen im Umfeld des Frankfurter Flughafens. Die chemische Zusammensetzung der Ultrafeinstaubpartikel verwies auf eine Gruppe organischer Verbindungen, die ihren chemischen Fingerabdrücken zufolge aus Turbinen-Schmierölen von Flugzeugen stammten.idw: Schmieröle von Flugzeugen sind wichtige Quelle für Ultrafeinstaub. Pressemeldung vom 9. Januar 2022
Originalpublikation:
Florian Ungeheuer, Lucía Caudillo, Florian Ditas, Mario Simon, Dominik van Pinxteren, Dogushan Kilic, Diana Rose, Stefan Jacobi, Andreas Kürten, Joachim Curtius, Alexander L. Vogel: Nucleation of jet engine oil vapours is a large source of aviation-related ultrafine particles. Communications Earth & Environment (2022)
Bedeutung Da die Masse eines Partikels mit der dritten Potenz seines Durchmessers steigt, tragen ultrafeine Partikel auch bei einer hohen Anzahlkonzentration nur wenig zur Massenkonzentration von Feinstaub bei. So machen an bestimmten Arbeitsplätzen ultrafeine Partikel zwar nur 10 Prozent der Masse, aber 90 Prozent der Partikelanzahl im Feinstaub aus. Darum ist ihre Erfassung nur mit zählenden Messverfahren mit ausreichender Empfindlichkeit möglich.VDI 3867 Blatt 1:2009-09 Messen von Partikeln in der Außenluft; Bestimmung der Partikelanzahlkonzentration und Anzahlgrößenverteilung von Aerosolen; Grundlagen (Measurement of particulate matter in ambient air; Determination of the particle number concentration and number size distribution of aerosols; Fundamentals). Beuth Verlag, Berlin, S. 2. Dies bedeutet einen deutlich erhöhten messtechnischen Aufwand. Gemessen werden ultrafeine Partikel häufig mit Messgeräten, die Partikel nach elektrischer Mobilität klassieren.Johannes Pelzer, Oliver Bischof, Willem van den Brink, Martin Fierz, Harald Gnewuch, Henna Isherwood, Markus Kasper, Andreas Knecht, Thomas Krinke, Axel Zerrath: Geräte zur Messung der Anzahlkonzentration von Nanopartikeln. In: Gefahrstoffe – Reinhalt. Luft, 70, Nr. 11/12, 2010, S. 469–477.
In den menschlichen Körper gelangen ultrafeine Partikel überwiegend durch Inhalation. Im Atemtrakt werden sie hauptsächlich durch Diffusion abgeschieden.VDI 3867 Blatt 1:2009-09 Messen von Partikeln in der Außenluft; Bestimmung der Partikelanzahlkonzentration und Anzahlgrößenverteilung von Aerosolen; Grundlagen (Measurement of particulate matter in ambient air; Determination of the particle number concentration and number size distribution of aerosols; Fundamentals). Beuth Verlag, Berlin, S. 6–7.
Eine Veröffentlichung aus dem Jahr 1997 sieht im Hinblick auf Atemwegserkrankungen eine bessere Korrelation mit der Anzahlkonzentration als mit der Massenkonzentration.
Grenzwertfindung In „Health Effects of Particulate Matter“ werden die gesundheitlichen Auswirkungen von Ultrafeinstaub nicht gesondert bewertet, sondern ausdrücklich zusammen mit feinem Feinstaub mit der Kategorie PM2,5. Die WHO-Kommission IARC (International Agency for Research on Cancer) hat das gesamte Feinstaubgemisch im Jahr 2013 als Kanzerogen der Klasse 1 (eindeutig krebserregend) eingestuft. Untersuchungen der WHO belegen, dass es keine Konzentration gibt, unterhalb derer keine schädigende Wirkung auftreten dürfte.Ultrafeinstaub Ursachen, gesundheitliche Wirkung und Forschungsbedarf (PDF; 0,3 MB) Az.: WD8-3000-094/18, Wissenschaftlicher Dienst des Bundestages (WD8), 19. September 2018. Seitens der WHO wurde aber bisher noch keine konkrete Empfehlung zur Begrenzung der Anzahl von ultrafeinen Partikeln ausgesprochen. Der Nutzen von Minderungsmaßnahmen lässt sich bislang zahlenmäßig nicht erfassen.Marion Wichmann-Fiebig: Überlegungen zur rechtlichen Regelung von UFP in der Außenluft. In: Gefahrstoffe – Reinhalt. Luft, 80, Nr. 1/2, 2020, S. 44–46.
Einzelnachweise
Kategorie:Staub nach Partikelgröße Kategorie:Staub und Gesundheit Kategorie:Luftverschmutzung