Umweltmediziner fuhren schon immer lieber Benziner. Wie sollten sie angesichts der erdrückenden Beweislast denn auch an die Zukunft des Diesels glauben? Spätestens seit 2007 muss man an der Technologie zweifeln. Damals hatten britische Forscher die Auspuffgase von Dieselmotoren als Gesundheitsgefahr überführt. Die Wissenschaftler des Nationalen Herz- und Lungeninstituts waren dabei clever vorgegangen und hatten Asthmakranke gebeten, zwei Stunden lang über Londons belebteste Einkaufsstraße, die Oxford Street, zu schlendern. Und zwar auf festgelegten Wegen, sogar die Pausen waren vorgegeben. Drei Wochen später wurde das Experiment in den Hyde Park verlegt und wieder die Lungenfunktion der Asthmatiker getestet.

Auf der Oxford Street sind Autos mit Benzin im Tank verboten, dort verpesten nur mit Diesel betriebene Busse und Taxis die Luft; die Tests fanden im Winter statt, Blütenpollen waren als Störfaktoren ausgeschlossen, also müssten sich messbare Unterschiede nach den Spaziergängen, so das Kalkül der Forscher, theoretisch auf die Abgase zurückführen lassen. Und tatsächlich waren den Versuchsteilnehmern diese mitsamt den Stickoxiden schlecht bekommen, ihnen bereitete das Atmen nach dem Bummel über die Einkaufsmeile erkennbar mehr Mühe als im Park. Auch setzten die Emissionen ihren Atemwegen nachweislich zu: Laboruntersuchungen wiesen Entzündungsreaktionen nach.

Warum klare Aussagen so schwer sind

Dass die Studie trotzdem wenig Konsequenzen hatte, liegt vermutlich an einem grundsätzlichen Problem der Umweltmedizin: Einen einzelnen Luftschadstoff als Gesundheitsrisiko zu überführen ist immer sehr schwer. Das gilt auch für Stickstoffdioxid (NO₂) und andere Stickoxide, denn bei Verbrennungsprozessen entstehen sie nie alleine. Mit ihnen quellen zudem Feinstaub, krebserregende polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe und giftige Metalle aus den Diesel-Auspuffrohren. Welche Substanz nun aber für welche Schäden verantwortlich ist – diese detaillierte Antwort konnten die Wissenschaftler des Londoner Herz- und Lungeninstituts damals im New England Journal of Medicine nicht geben.

Schwierig sind genaue Aussagen auch deshalb, weil die Substanzen teilweise Ähnliches bewirken, sich womöglich gegenseitig verstärken und miteinander in Wechselwirkung treten. So reagiert Stickstoffdioxid mit Ammoniak an der Luft zu Ammoniumnitrat und bildet dadurch selbst Partikel. Ein Drittel des Feinstaubs, das haben Wissenschaftler der Universität Duisburg-Essen herausgefunden, besteht aus solchen und anderen sekundär gebildeten Teilchen.

Auf Stickstoffmonoxid und andere Stickoxide außer NO₂ geht die Europäische Union in ihren Forderungen heute nicht weiter ein, weil sie entweder chemisch instabil oder von der Menge her unbedeutend sind. Doch zehn Jahre nach der britischen Studie ist man sich in Brüssel sicher: Vierzig Mikrogramm NO₂ pro Kubikmeter sind mit einem gesunden Leben nicht zu vereinbaren, wenn man sie im jährlichen Durchschnitt 365 Tage lang einatmet; einem Spitzenwert von zweihundert Mikrogramm NO₂ pro Kubikmeter sollte man nicht länger als 18 Stunden im Jahr ausgesetzt sein. Beziehungsweise gar nicht, fordert die in diesem Punkt strenge Weltgesundheitsorganisation.

Aber das scheint in Deutschland kaum jemand zu kümmern. Das Umweltbundesamt berichtet jedenfalls, dass selbst dieser Jahresgrenzwert an mehr als der Hälfte der verkehrsnahen Luftmessstationen in den Städten zuletzt überschritten wurde. Am inzwischen berühmt-berüchtigten Neckartor in Stuttgart wird sogar der hohe 200-Mikrogramm-Wert an fast doppelt so vielen Tagen übertroffen, als erlaubt wären.

Die EU legt sich dennoch mit der mächtigen Automobilindustrie an, weil sich inzwischen einiges an Belastungsmaterial angesammelt hat. Die amerikanische Umweltbehörde EPA hat Unmengen solcher Belege zusammengetragen und im vergangenen Jahr ein „Integrated Science Assessment“ über die Gesundheitsgefahren durch Stickoxide verfasst. Auf 1148 Seiten sind mehr als 1500 Fachartikel aufgeführt, darunter epidemiologische Studien, Tests mit gesunden oder erkrankten Teilnehmern sowie Experimente, für die Versuchstiere belastete Luft atmen mussten. „Und die meisten dieser Studien weisen in dieselbe Richtung“, sagt Barbara Hoffmann, Leiterin der Umweltepidemiologie am Uniklinikum Düsseldorf: „Stickstoffdioxid ist schädlich und schadet der Gesundheit auf zahlreichen Wegen.“

Warum Stickoxide den ganzen Organismus gefährden

Das bekommt zu spüren, wer einmal höheren Konzentrationen ausgesetzt ist: NO₂ ist ein Reizgas, führt zu Husten, einer reflektorischen Kontraktion der Bronchialmuskulatur. Weil es Säure und freie Radikale bildet, kann NO₂ außerdem die Wände in den feinen Ästen der Atemwege und den Alveolen verletzen. Nach entsprechender Belastung nehmen auch bei gesunden Personen die Entzündungswerte in der Lunge zu; Symptome treten zunächst keine auf, der schützende Flüssigkeitsfilm in den Lungenbläschen, Surfactant genannt, wirkt bis zu einem gewissen Grade als Puffer. Doch bei sehr hohen Konzentrationen hilft auch dieser nicht mehr. Würde man reines Stickstoffdioxid inhalieren, würde das schnell zum Tod führen, weil Wasser in die dadurch zerstörte Lunge dringt.

Noch empfindlicher reagieren alle, die an Asthma oder einem chronisch obstruktiven Lungenleiden erkrankt sind. Ihre Atemwege sind vorgeschädigt. Deshalb könnten schon Konzentrationen im Bereich der offiziellen Grenzwerte Asthmaattacken auslösen und Beschwerden wie Atemnot oder Husten verstärken, erklärt die Medizinerin Hoffmann. Eine halbe Stunde Autofahrt in einem vielbefahrenen Straßentunnel genügt, wie eine schwedische Studie ergab, damit Asthmatiker zum Beispiel früher und heftiger auf Allergene reagieren. Unter anderem deshalb weil diese durch NO₂ und ähnliche Stoffe chemisch verändert werden und dadurch aggressiver im Körper wirken, wie Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für Chemie in Mainz nachgewiesen haben. Atemwegsinfekte und Lungenentzündungen treiben auch mehr Menschen zum Arzt, wenn die Stickstoffdioxidwerte etwa aufgrund einer Inversionswetterlage steigen.

Rätselhafte Zusammenhänge

Damit lässt sich allerdings noch nicht ausreichend erklären, warum Stickoxide laut Statistik die Lebenserwartung generell verkürzen. So hat die italienische Epidemiologin Annunziata Faustini vor drei Jahren im European Respiratory Journal die wichtigsten Studien zum Thema analysiert und berechnet: Die Zahl der jährlichen Todesfälle in der Bevölkerung nimmt um jeweils vier Prozent zu, wenn die jährliche Durchschnittsbelastung weitere zehn Mikrogramm NO₂ pro Kubikmeter ansteigt. Im Mittel beträgt die jährliche Stickstoffkonzentration in städtischen Wohngebieten zwanzig bis dreißig Mikrogramm. Aber an vielbefahrenen Straßen sind Anwohner laut Umweltbundesamt manchmal Konzentrationen ausgesetzt, die bis zu vierzig oder sogar sechzig Mikrogramm pro Kubikmeter darüberliegen. Und in Anbetracht dieser Belastung wirkt die rechnerische Darstellung der Italienerin zweifellos dramatisch.

Dieses allgemein erhöhte Risiko führen Experten vor allem auf einen negativem Einfluss aufs Herz zurück. Mit jeden weiteren zehn Mikrogramm NO₂ steigt die Zahl der tödlichen Herzattacken und -infarkte um dreizehn Prozent. Das hatte Faustini ebenfalls berechnet, aber warum dieser Zusammenhang besteht, ist nicht so einfach zu erklären. In den Blutkreislauf dringt Stickstoffdioxid eigentlich nicht vor, es verursacht dort auch keinen Anstieg der Nitrite oder anderer Reaktionsprodukte. „Wir gehen davon aus, dass Entzündungsbotenstoffe aus der angegriffenen Lunge für diese Wirkungen verantwortlich sind, die sich im Körper verteilen“, sagt nun Barbara Hoffmann.

Diese Botenstoffe vermitteln Entzündungen an den Gefäßwänden, die langfristig Schaden nehmen, und sie könnten Atherosklerose fördern. Auf diese Weise könnten hohe NO₂-Konzentrationen in der Atemluft vielleicht auch Diabetes auslösen oder das Geburtsgewicht von Kindern beeinflussen. Zumindest vermutet man ähnliche Mechanismen, mit denen sich solche statistisch auffälligen, doch rätselhaften Zusammenhänge erklären ließen.

Ungleichmäßige Verteilung

Dass Stickoxid auch als Umweltgift wirkt, ist Experten bekannt und wurde erst unlängst wieder im Auftrag des Umweltbundesamtes durch das Münchner Helmholtz Zentrum bestätigt. Seit diesem Frühjahr wartet die Studie auf ihre Veröffentlichung. Grund für die Verzögerung seien die komplizierten Abstimmungsprozesse, heißt es. In wenigen Wochen werde die Untersuchung der Allgemeinheit vorgestellt, verspricht das Amt.

Einen Trost gibt es immerhin: Die Auspuffgase des Autoverkehrs konzentrieren sich meist nur auf ganz bestimmte Orte. „Abseits der großen Verkehrsadern sinken die Stickstoffdioxid-Konzentrationen sehr schnell“, sagt Wolfgang Straff vom Referat Umweltmedizin und gesundheitliche Bewertung des Umweltbundesamtes. Weil sich in der Luft eben alles vermischt und verdünnt. Entfernt man sich zwanzig bis dreißig Meter von der Straße, sinkt die NO₂-Konzentration bereits um die Hälfte.

Je nach Wetterlage, Bebauung und Durchlüftung können sich die Abgaswolken allerdings ebenso über benachbarte Wohngebiete und Nebenstraßen ausbreiten. Das hat Annette Peters, Direktorin des Instituts für Epidemiologie am Helmholtz Zentrum München, mit ihren Kollegen kürzlich in Augsburg nachgewiesen. Teilweise werden selbst dort Konzentrationen jenseits des Grenzwerts von bis zu sechzig Mikrogramm pro Kubikmeter Luft erreicht, dabei ist Augsburg eigentlich nicht als Luftschadstoff-Brennpunkt bekannt. Auch an Verkehrsknotenpunkten in ländlicher Umgebung stießen die Wissenschaftler auf bedenkliche Konzentrationen. In welchem Umfang die Stickoxide durch die Fenster in die Innenräume der Wohnungen dringen, ist bislang noch nicht erforscht.

Nicht das einzige Problem

Menschen mit Atemwegsproblemen könne man sicherlich nicht empfehlen, an größeren und vielfrequentierten Straßen zu wohnen, sagt die Biologin und Epidemiologin Annette Peters. Problematisch sei außerdem, dass der Durchschnittsdeutsche auf die Luftschadstoffe in seiner Umgebung selbst wenig Einfluss nehmen kann. Genau deshalb, sagt Peters, könne beim Thema Diesel letztlich nur die Politik für eine Verbesserung der Luftqualität und damit für einen besseren Schutz der Risikogruppen sorgen. Denn es stellt sich mehr und mehr heraus: Es gibt keinen Grenzwert, unterhalb dessen NO₂ wirklich unbedenklich ist.

Allerdings sind Stickoxide bei weitem nicht das einzige Problem. Dass gerade sie momentan in den Fokus der Diskussion geraten sind, hat unter anderem damit zu tun, dass man in Europa mit Feinstäuben viel großzügiger umgeht. Die maximal erlaubte Jahresbelastung liegt hier mehr als doppelt so hoch wie jene Grenzwerte, welche die WHO als gerade noch verträglich einstuft. Und öffentliche Diskussionen, sagt die Medizinerin Barbara Hoffmann, seien eben vor allem von Grenzwerten getrieben.

Dabei wirken diese Kleinstpartikel wahrscheinlich nicht nur stärker auf Atemwege, Gefäße und Herz, die Beweise für ihre Gefährlichkeit sind sogar noch erdrückender als bei den Stickoxiden. „Aber auch beim NO₂“, sagt Hoffmann, „ist längst ein Evidenzlevel erreicht, wo wir als Ärzte und Gesundheitswissenschaftler sagen: Jetzt muss gehandelt werden.“