mini|Modell der NASA, auf der die globale Feinstaubbelastung im Jahr 2023 sichtbar gemacht wird Feinstaub ist ein Teil des Schwebstaubs. Feinstaub ist ein wesentlicher Faktor der Luftverschmutzung.
Die Begriffe Aerosol und Feinstaub werden meist gleichbedeutend verwendet.
Nach der Richtlinie der WHO zur Luftreinhaltung (WHO global air quality guidelines) ist Luftverschmutzung global der Umweltfaktor mit der größten Bedrohung der menschlichen Gesundheit. Feinstaub schädigt weltweit mehr Menschen als irgendein anderer Luftschadstoff.
Mittlerweile trägt Feinstaub jährlich zum Tod von Millionen Menschen bei, die an Lungen-, Herz-Kreislauf- und weiteren Krankheiten, die sich feinstaubbedingt verschlimmern, sterben. Die Vereinten Nationen berufen sich auf eine Studie, die in Zusammenarbeit vom UNICEF erstellt wurde und von 8,1 Millionen Todesfällen im Jahr 2021 spricht (darunter etwa 700.000 Kinder unter fünf Jahren)Deadly and growing impact of air pollution laid bare in new UNICEF-backed report, Vereinte Nationen, 14. August 2025, während andere Quellen die Zahl der Opfer bei 6 Millionen ansetzenFeinstaub: Eine neue Messmethode zeigt, wie er uns schädigt, SRF, 31. März 2025
Die Max-Planck-Gesellschaft geht davon aus, dass sich die Anzahl der durch Luftverschmutzung verursachten Todesfälle bis 2100 verfünffachen könnte – wenn keine entsprechenden Gegenmaßnahmen getroffen werden.Zukünftige Gefahr durch Temperaturextreme und Luftverschmutzung, Max-Planck-Gesellschaft, 14. August 2025
Die höchsten Feinstaub-Belastungen registrierten die verkehrsnahen Messstationen. Mittlerweile ist bekannt, dass Verkehrsbauwerke aus Asphalt zu einer Erhöhung der Feinstaubbelastung beitragen und in einigen Gebieten bereits (2020) die Feinstaubemissionen von Pkws überstiegen.Emissionen bei Hitze Wenn der Asphalt Feinstaub schwitzt . vom 4. September 2020 Der Spiegel, abgerufen am 14. August 2025P. Khare, J. Machesky, R. Soto, M. He, A.A. Presto & D.R. Gentner (2020): Asphalt-related emissions are a major missing nontraditional source of secondary organic aerosol precursors. Science Advances; 2 Sep 2020, Vol 6, Iss. 36. doi:10.1126/sciadv.abb9785 Trotzdem gilt die Landwirtschaft als Hauptverursacher von Feinstaub, was insbesondere mit der intensiven Nutztierhaltung zusammenhängt.Katja Maria Engel: Feinstaub durch Landwirtschaft: Dicke Luft aus dem Kuhstall. vom 17. Januar 2019 Spektrum der Wissenschaft, abgerufen am 14. August 2025Massentierhaltung Hauptverursacher für Feinstaub. vom 17. Januar 2019 Deutsches Ärzteblatt, abgerufen am 14. August 2025
Definition Die aktuelle Definition des Feinstaubs geht zurück auf den im Jahr 1987 eingeführten -Standard for (kurz als PM-Standard bezeichnet) der US-amerikanischen Umweltschutzbehörde EPA (Environmental Protection Agency).James H. Vincent: Aerosol Sampling – Science, Standards, Instrumentation and Applications. John Wiley & Sons, Chichester 2007, ISBN 978-0-470-02725-7, S. 321. Die ursprüngliche Definition des Feinstaubs basierte auf der Johannesburger Konvention aus dem Jahr 1959 und sah als Trennkorndurchmesser einen aerodynamischen Durchmesser von 5 Mikrometer (µm) vor.Markus Mattenklott, Norbert Höfert: Stäube an Arbeitsplätzen und in der Umwelt – Vergleich der Begriffsbestimmungen. In: Gefahrstoffe – Reinhalt. Luft. 69, Nr. 4, 2009, S. 127–129.
Neben dem PM-Standard, der nach Partikelgröße einteilt, kann man Stäube auch nach Beschaffenheit, Herkunft oder anderen Kriterien einteilen. Während also bei PM die von der Größe abhängige Wirksamkeit im Vordergrund steht, schlüsseln andere Modelle etwa unter dem Aspekt der stofflichen und strukturellen Toxizität oder nach dem Verursacher auf. Eine hinreichend vollständige Betrachtung lässt sich nur unter Einbeziehung mehrerer Modelle erreichen. Ein rein auf einem PM-basierendes Erfassungs- und Auswertekonzept wäre damit prinzipbedingt mindestens unvollständig (und/oder irreführend); ebenso jegliche Diskussion, die sich rein auf den Begriff des Feinstaubs beschränkt, während es um die Diskussion von Luftschadstoffen bzw. um Luftreinhaltung geht.
Ein generelles Problem der Feinstaub-Bewertung steckt demnach in den verwendeten Messmethoden, die oftmals die Masse der gesammelten Partikel bemühen und stark vom Feuchtegehalt der Partikel je nach Wetterlage beeinflusst werden können. Weiterhin finden sich bei den üblichen Messmethoden oftmals Abweichungen im Bereich bis zu 30 %, und manchmal sogar bis zu 50 %. Diese Abweichungen lassen sich zunächst dadurch vermeiden, dass nur die Trockenmasse des Feinstaubs ermittelt wird, was wiederum die Wirkung in der Luft je nach Kondensation vernachlässigt. Die Wirkung der Kondensation und Zusammenballung von Teilchen ist umso größer, je kleiner die einzelnen Teilchen sind. Dies ist der Grund für die Erweiterung der Messverfahren von PM10 auf PM2,5. Eine qualitative Analyse setzt eine Mindestmasse an Probensubstanz voraus. Die Erfassungsmethode ist entsprechend anzupassen, in der Regel durch die Erhöhung des Gesamtprobenvolumens.
Die jahrelang etablierten Filterproben, welche vor einer Analyse typischerweise stunden- bis tagelang gelagert werden, sind nur bedingt geeignet, um den Anteil schädlicher Substanzen im Feinstaub zu bestimmen, da vorhandene hochreaktive, oxidative Partikel in dieser Zeit miteinander reagieren und verflüchtigen können. Das Ziel einer neuen Messmethode ist, diese toxischen Komponenten im Feinstaub kontinuierlich und innerhalb von Sekunden messen zu können. Auf diese Weise sollen die bekannten Gesundheitsschädigungen besser verstanden werden.Der Anteil schädlicher Substanzen in Feinstaub ist viel höher als angenommen, Universität Basel, News, 31. März 2025
Kategorisierung mini|Glasfaserstreifen zur Erfassung von Feinstaub mittels Einzelproben Die mit dem US-Standard eingeführte PM-Kategorisierung stellte eine grundlegende Veränderung in der Bewertung von Immissionen dar: Während zuvor die Gesamtimmission betrachtet wurde, lag der Fokus nun auf dem einatembaren Anteil der Immissionen. Damit wurde dem Umstand Rechnung getragen, dass feine Partikel von den Schleimhäuten im Nasenrachenraum bzw. den Härchen im Nasenbereich nur teilweise zurückgehalten werden, während gröbere Partikel keine Belastung der Atemwege darstellen, daher wird im Zusammenhang mit Feinstaub auch von inhalierbarem Feinstaub bzw. als thorakalem Schwebstaub gesprochen.
Der Feinstaub wird dabei in Kategorien eingeteilt, die nach dem maximalen Teilchendurchmesser definiert sind. PM10 steht dabei beispielsweise für alle Teilchen mit einem maximalen Durchmesser von bis zu 10 µm. In dieser Kategorie sind also alle Teilchen mit kleineren Durchmessern auch enthalten.
PM10 In der ersten Fassung der amerikanischen Richtlinie wurde der Standard PM10 definiert, für den seit Anfang 2005 auch in der EU ein Grenzwert einzuhalten ist. Im Gegensatz zu der üblicherweise genannten Definition stellt PM10 keine scharfe Aufteilung der Immissionen bei einem aerodynamischen Durchmesser von 10 Mikrometern (10 µm) dar; vielmehr wurde versucht, das Abscheideverhalten der oberen Atemwege nachzubilden: Partikel mit einem aerodynamischen Durchmesser von weniger als 1 µm werden vollständig einbezogen, bei größeren Partikeln wird ein gewisser Prozentsatz gewertet, der mit zunehmender Partikelgröße abnimmt und bei ca. 15 µm schließlich 0 % erreicht. Technisch gesehen entspricht dies der Anwendung einer Gewichtungsfunktion (in der Fachsprache Trennkurve bzw. Trennfunktion) auf die Immissionen (in der Praxis wird dies durch einen größenselektiven Einlass an den Messgeräten erreicht). Aus dem Verlauf dieser Gewichtungsfunktion leitet sich letztendlich auch die Bezeichnung PM10 ab, da bei ca. 10 µm genau die Hälfte der Partikel in die Gewichtung eingehen. Partikel mit einer Größe zwischen 2,5 und 10 µm stammen meist aus natürlichen Quellen. Es handelt sich überwiegend um Pollen, Meeresgischt und mineralischen Staub aus Erosion.
PM2,5 Im Jahr 1997 wurde die amerikanische Richtlinie um PM2,5 ergänzt, die dem lungengängigen (alveolengängigen) Feinstaub (auch Feinststaub genannt) entspricht. Die Definition ist analog zu PM10, allerdings ist die Gewichtungsfunktion wesentlich steiler (100 % Gewichtung < 0,5 µm; 0 % Gewichtung > 3,5 µm; 50 % Gewichtung bei ca. 2,5 µm). Diese wesentlich schärfere Trennung lässt sich bei der Messung nicht mehr durch einen speziellen Einlass erreichen, hierfür kommen in der Praxis Impaktoren oder Zyklone zum Einsatz. Partikel mit einem kleineren Durchmesser als 2,5 µm stammen meist aus unvollständigen Verbrennungsvorgängen in der Industrie, in Motoren und Öfen in Haushalten.
„Ultrafeinstaub“
Darüber hinaus werden ultrafeine Partikel (UP bzw. UFP, „Ultrafeinstaub“) als Partikel mit einem aerodynamischen Durchmesser von weniger als 0,1 µm definiert.Deutsches Institut für Normung e. V., Kommission Reinhaltung der Luft im VDI und DIN (Hrsg.): Feinstaub und Stickstoffdioxid – Wirkung – Quellen – Luftreinhaltepläne – Minderungsmaßnahmen. Beuth Verlag, Berlin 2006, ISBN 3-410-16237-2, S. 17. Der aerodynamische Durchmesser beschreibt ein gedachtes, kugelförmiges Partikel mit dem gleichen Diffusionsverhalten wie das betrachtete Partikel.Mark L. Maiello, Mark D. Hoover (Hrsg.): Radioactive Air Sampling Methods. CRC Press, Boca Raton 2010, ISBN 978-0-8493-9717-2, S. 141.
Die Konzentration ultrafeiner Partikel ist in unmittelbarer Nähe von Straßen 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
Wirkungen auf die Gesundheit Die schädigende Wirkung von Feinstaub sieht die WHO vor allem im Hinblick auf Infektionen der unteren Atemwege (ICD-10 J15-J22), chronisch-obstruktive Lungenerkrankung (ICD-10 J 44), Lungenkrebs (ICD-10 C34) und Herz-Kreislauf-Erkrankungen (ICD-10 I10, I20, I26, I30 und weitere). Betroffen sind vor allem die Einwohner von Ländern mit niedrigen und mittleren Einkommen. Hier findet man die höchste Belastung der Außenluft in den schnell wachsenden Großstädten. In ländlichen Regionen stellt die Belastung der Innenluft meist das größere Problem dar. Basierend auf statistischen Berechnungen des IIASA nimmt die EU (im Jahr 2015) 250 Millionen verlorene Lebensjahre aufgrund der Exposition gegenüber PM2,5 an, was einer durchschnittlichen statistischen Verkürzung der Lebenszeit von 6 bis 7 Monaten entspricht.
In weiten Teilen der Welt wird mit Brennstoffen aus Biomasse an offenen Feuerstellen geheizt und gekocht. Der dabei entstehende Rauch in den Unterkünften stellt eine sehr ernste Gesundheitsbelastung dar. In Ruanda wird beispielsweise versucht, durch Einführung effizienter Öfen einerseits die Belastung der Raumluft und andererseits die Entwaldung zu vermindern. So starben im Jahr 2012 etwa 10,2 Millionen Menschen an durch fossile Brennstoffe entstandenen PM2,5-Partikeln; knapp zwei Drittel davon in China und Indien.
mini|Video: Feinstaubbelastung und die Folgen
Während die gesundheitsschädigende Wirkung von Luftverschmutzung eindeutig nachzuweisen ist, gelingt dieser Nachweis für den Feinstaub alleine nur schwierig, da er meistens zusammen mit anderen Luftschadstoffen auftritt. Hier sind vor allem Ozon und Stickstoffdioxid zu nennen. Alle haben eine gemeinsame Wirkung und verstärken sich gegenseitig.