Gesundheitsrisiken Flugzeugabgase: Belastungen mit Feinstaub und anderen Schadstoffen am Boden und im Flugzeug

Flugzeugabgase werden durch den weltweit zunehmenden Luftverkehr immer mehr zu einem Problem für Umwelt und Gesundheit. So gab es im Jahr 2022 weltweit 32,2 Millionen Flüge.¹ Am größten deutschen Flughafen Frankfurt Main lag die Zahl der Flugbewegungen im Jahr 2023 bei über 430.000.² Flugzeugabgase führen zu erhöhten Luftverschmutzungen am Flughafen und zu globalen Umweltbelastungen. Für Besatzungsmitglieder und Passagiere besteht teilweise auch während des Fluges eine erhöhte Exposition gegenüber Schadstoffen.

Schadstoffbelastungen durch Flugverkehr können aufgrund von Feinstaub, Stickstoffdioxid und diverser anderer Schadstoffe unter anderem zu Schäden an Lunge, Nerven- und Immunsystem führen. Neben der Freisetzung eines ganzen Schadstoffcocktails durch den am meisten verwendeten Flugzeugtreibstoff Kerosin gibt es auch spezifische Gesundheitsrisiken durch Treibstoff für Kleinflugzeuge. So benötigen viele ältere Kolbenmotoren noch immer verbleites Flugbenzin. Studien gehen von jährlich ca. 8.000 weltweit vorzeitig auftretenden Todesfällen durch Flugzeugabgase aus.³

Allein zwischen 1990 und 2017 hat sich die an deutschen Flughäfen getankte Menge an Kerosin von 4,53 auf 9,93 Mio. t mehr als verdoppelt. Nicht ganz so stark war der Anstieg mit 73 % in der globalen Betrachtung von 1990 bis 2015 (161 auf 278 Mio. t). Je nach Studie und Prognosen-Annahmen wird bis zum Jahr 2050 im Durchschnitt mindestens nochmals von einer Verdopplung des Kerosinverbrauchs ausgegangen.⁴ Trotz immer sparsamerer Triebwerke mit schadstoffärmerer Verbrennung stieg seit Beginn der motorisierten Luftfahrt im Jahr 1903 (Gebrüder Wright) auch der Ausstoß von Schadstoffen wie Feinstaub, Stickoxiden und Blei stetig an. So gab es 2023 allein in den USA 170.000 Flugzeuge mit Kolbenmotoren, die auf verbleites Flugbenzin („AvGas“) angewiesen waren.⁵

Direkt am bzw. im unmittelbaren Nahbereich von Flughäfen werden in der Regel die höchsten durch Flugzeugabgase erzeugten Schadstoffkonzentrationen gemessen. Dies liegt zu einem Großteil an der noch fehlenden Verdünnung der Abgase. Im Gegensatz zum Reiseflug stoßen Flugzeugturbinen und Kolbenmotoren am Flughafen jedoch auch besonders viele Schadstoffe aus. So erreichen Turbinen („Düsentriebwerke“) ihre optimale Effizienz erst in großen Höhen. Zudem laufen die Turbinen am Flughafen beim sogenannten Taxiing (Rollen) fast im Leerlauf und haben dabei insbesondere vor dem Start noch nicht ihre optimale Temperatur erreicht. Dies fördert oft einen erhöhten Schadstoffausstoß.⁶ Dies gilt auch für das Anlassen der Triebwerke und den Start unter annähernd vollem Schub. Zudem läuft zur Energieversorgung größerer Maschinen am Boden oft ein integriertes Hilfstriebwerk (APU), welches ebenfalls Emissionen verursacht. Insbesondere für kleinere Kolbenflugzeuge schreiben die Checklisten vor dem Start einen Engine Run-up zur Überprüfung wichtiger Motorfunktionen vor. Dazu wird der Motor teilweise im Stand bis in den Vollastbereich gebracht. Dabei entstehen ebenso erhöhte Emissionen. Flugzeugabgase können die verschiedensten Schadstoffe freisetzen, die teilweise ganz spezifische Gesundheitsrisiken verursachen. Hier die wichtigsten „Flugzeugabgas-Schadstoffe“ und ihr gesundheitliches Risikopotenzial:

• Ultrafeinstaub sind Partikel, die kleiner als 100 Nanometer sind. Im Umfeld von Flughäfen ist die Belastung mit Ultrafeinstaub besonders hoch. Als Hauptverursacher der feinen Partikel gelten Flugzeugturbinen. Konkret hatten bei Messungen am Flughafen Frankfurt Main die vom Flughafen emittierten Feinstäube in einem Kilometer Entfernung vom Flughafen noch einen Anteil von bis zur 25 % an der Gesamtfeinstaubbelastung. Auf den Straßenverkehr entfielen hier entgegen nur 5 %.⁷ Direkt am Flughafen sind die Feinstaub-Belastungen oft noch wesentlich höher. Gesundheitsrisiken bestehen hier wegen der Dauerexposition vor allem für Flughafen-Beschäftige. So sind die Feinstaubwerte an Flughäfen teilweise fünf bis sechsmal höher als die Werte an stark befahrenen Straßen. Eingeatmeter Feinstaub kann unter anderem Herz- und Atemwegserkrankungen, Blutgerinnsel sowie Krebs verursachen.⁸
  
  
• Stickstoffdioxid (NO₂) wird an Flughäfen und in deren Nahbereich teilweise in erhöhten Konzentrationen gemessen. Stickstoffdioxid kann beispielsweise die Atemwege schädigen, Lungenödeme (Ansammlung von Flüssigkeit) verursachen sowie den Geruchssinn beeinträchtigen. Zudem ist der Schadstoff Grundvoraussetzung für die Bildung des schädlichen Ozons.⁹
  
  
• Kohlenmonoxid (CO) ist ebenfalls in Flugzeugabgasen enthalten. Bei erhöhter CO-Exposition können Symptome wie Kopfschmerzen, Schwindel, Müdigkeit, Übelkeit und Erbrechen auftreten.⁹
  
  
• Schwefeldioxid (SO2) wirkt als Schadstoff in Flugzeugabgasen besonders schädlich, wenn dieser zusammen mit Staub eingeatmet wird. Gelangt Schwefeldioxid über die Luft in die Atemwege, kann es zu Atemnot, Husten, Schleimhaut- und Luftröhrenentzündungen kommen. Zudem wird das Herz-Kreislaufsystem durch Schwefeldioxid belastet.⁹
  
  
• Tetraethylblei wird in verbleitem Flugbenzin zur Erhöhung der Klopffestigkeit (Verhinderung unkontrollierter Selbstzündungen) des Kraftstoffs eingesetzt. Der Kraftstoff wird von vielen Kleinflugzeugen mit älteren Kolbenmotoren benötigt. Das am meisten verwendete verbleite Flugbenzin AvGas (Aviation Gasoline) 100 LL hat einen Bleigehalt von 0,56 Gramm pro Liter. Studien zeigen, dass zum Beispiel im Umfeld von Flughäfen mit hohem Verkehrsaufkommen von Kolbenmotorflugzeugen Kinder erhöhte Bleikonzentrationen im Blut aufweisen.¹⁰ Blei schädigt unter anderem das Nervensystem, beeinträchtigt die Blutbildung und wirkt sich negativ auf die Intelligenzentwicklung aus. Besonders empfindlich auf Blei reagieren ungeborene Kinder und Kleinkinder.¹¹

Da Flugzeugabgase beim Reiseflug teilweise in Höhen von über 13.000 Metern freigesetzt werden, verteilen Luftströmungen die in diesen enthaltenen Schadstoffe weltweit. Wegen der starken Schadstoff-Verdünnung ist das individuelle Gesundheitsrisiko durch Flugzeugabgase dabei nur sehr schwer zu ermitteln. Nach einer Studie aus dem Jahr 2010 geht man von jährlich ca. 8.000 Toten durch in Reiseflughöhe ausgestoßene Flugzeugabgase aus. Berücksichtigt wurden bei den Modellrechnungen Feinstaub und Stickoxide. Allerdings beträgt der Anteil der geschätzten Todesfälle durch Flugzeugabgase bezogen auf die Gesamtzahl der Todesfälle durch Luftverunreinigungen nur ca. 1 %.¹²

Gesundheitsschäden durch Flugzeugabgase drohen für Besatzungsmitglieder und Passagiere auch während des Fluges. So gehen einige Experten davon aus, dass es ein Aerotoxisches Syndrom gibt. Dabei handelt es sich um körperliche Symptome bzw. Gesundheitsschäden, die durch verunreinigte Luft in der Flugzeugkabine ausgelöst werden. Bei den allermeisten Passagiermaschinen wird die Innenluft aus den Verdichtern der Triebwerke abgezapft (Zapfluft). Bei diesem Vorgang kann es zu Undichtigkeiten kommen, die dazu führen, dass schädliche Dämpfe des Triebwerks in die Kabinenluft geraten. Diese sogenannten „Fume Events“ (Dampf/Rauch Ereignisse) traten allein im Zuständigkeitsbereich der Bundesstelle für Flugunfalluntersuchung zwischen 2006 und 2013 663 mal auf. Zu den möglichen gesundheitlichen Folgen dieser Fume Event zählen unter anderem Lungenprobleme, Benommenheit, Wortfindungs- und Gedächtnisstörungen. Gefährdet durch das Aerotoxische Syndrom sind wegen wiederholter Expositionen vor allem Besatzungsmitglieder. Risiken sind jedoch auch für Passagiere nicht auszuschließen.¹³ Wer Gesundheitsrisiken durch Fume Events fürchtet, sollte versuchen seine Flugziele mit der Boeing 787 („Dreamliner“) zu erreichen, da bei diesem Flugzeugtyp die Kabinenluft nicht über die Triebwerke gezapft wird.

Die Emissions-Grenzwerte für Flugzeuge werden international von der ICAO (International Civil Aviation Organisation) festgelegt. Für den Ausstoß von Stickoxiden wurde beispielsweise im Jahr 2010 eine Grenzwertverschärfung um 15 % beschlossen. Die Erarbeitung eines Grenzwertes für nicht flüchtige Partikel erfolgte erst in den folgenden Jahren. Vielfach gelten Grenzwertverschärfungen jedoch nur für neu zertifizierte Flugzeuge bzw. neu entwickelte Triebwerke.¹⁴ Grenzwerte für die Luftqualität in Deutschland werden durch die 39. Bundes-Immissionsschutzverordnung (39. BImSchV) festgelegt. Nach dieser Verordnung liegt unter anderem der Grenzwert für Stickstoffdioxid bei 40 µg/m³ im Jahresmittel.¹⁵ In der Umgebung von Flughäfen wird dieser Grenzwert praktisch nie überschritten. Direkt am Flughafen kann es dagegen zu punktuellen Grenzwertüberschreitungen kommen.¹⁶

Abgesehen vom direkten Flughafenumfeld und seltenen Schadstofffreisetzungen in Flugzeugkabinen ist das Gesundheitsrisiko durch Flugzeugabgase im Vergleich zu anderen Quellen von Luftschadstoffen relativ gering. Weitaus höhere Gesundheitsgefahren gehen beispielsweise von Luftschadstoffen in Innenräumen aus. Mit unseren Luftanalysen lassen sich viele dieser Schadstoffe aufspüren. So erkennt der Test Luftanalyse Neubau Standard 40 flüchtige organische Verbindungen wie Toluol, Aceton, Trichlorethan und das krebserregende Benzol. Speziell für Kinderzimmer wurde die Luftanalyse Kinderzimmer Komplett entwickelt. Hier checkt unser Labor die Proben unter anderem auf PCB, PAK, Formaldehyd und Weichmacher. Möchten Sie Ihre Raumluft nur auf die weit verbreiteten Weichmacher prüfen lassen, ist dies mit der Luftanalyse Weichmacher möglich.

• Kondensstreifen sind nur ein indirekter Indikator für Umweltverschmutzungen durch den Flugverkehr. Kondensstreifen entstehen in große Höhen durch die Bildung von Eiskristallen, welche von Flugzeugen ausgestoßene feinste Rußpartikel als Kondensationspunkte nutzen.¹⁷

• Als Chemtrails werden Kondensstreifen bezeichnet, die angeblich künstlich durch das Ausbringen von chemischen Substanzen durch Flugzeuge erzeugt werden. „Chemtrails“ haben nach offiziellen Quellen jedoch natürliche Ursachen wie bestimmte Wetterlagen in großen Höhen bei denen normalerweise keine Wolkenbildung erfolgt. Durch die Flugzeugabgase kommt es ähnlich wie bei den klassischen Kondensstreifen zur sichtbaren Kondensation von Wasserdampf und der Bildung von Eiskristallen. Dabei entstehen oft sogenannte Cirren (Eiswolken), die teilweise künstlich wirkende Formen annehmen und mitunter über Stunden sichtbar bleiben.¹⁸

¹Vgl.: Statista: Anzahl der Flüge in der weltweiten Luftfahrt von 2014 bis 2022. 2024.

²Vgl.: Fraport: Fraport-Verkehrszahlen 2023. 2024.

³Vgl: Süddeutsche Zeitung: Tödliche Flugzeugabgase. 2010.

⁴Vgl.: Umweltbundesamt: Umweltschonender Luftverkehr. 2019.

⁵Vgl.: Oxford Academic: Leaded aviation gasoline exposure risk and child blood lead levels. 2023.

⁶Vgl.: ATMO Grand Est: Beurteilung der Luftqualität auf dem Flughafen Basel-Mulhouse und in den Nachbargemeinden. 2020.

⁷Vgl.: Umweltbundesamt: Turbinenabgase am Boden sind größte Quelle für Ultrafeinstaub von Flughäfen. 2021.

⁸Vgl.: Internationale Transportarbeiter-Föderation (ITF): Kampagne gegen Luftverschmutzung an Flughäfen. 2024.

⁹Vgl.: Umweltbundesamt, Vortrag Avistra, Konferenz des UBA zur Internalisierung der externen flughafennahen Umfwelkosten: Luftschadstoffe durch Flugverkehr und Flughafenbetrieb. 2008.

¹⁰Vgl.: Oxford Academic: Leaded aviation gasoline exposure risk and child blood lead levels. 2023.

¹¹Vgl.: Umweltbundesamt: Bleirohre: Blei im Trinkwasser ist gesundheitsgefährdend. 2023.

¹²Vgl.: ACS Publications: Global Mortality Attributable to Aircraft Cruise Emissions. 2010.

¹³Vgl.: Ärzte Zeitung: Fume Evens „Das sind nicht alles Simulanten“. 2018.

¹⁴Vgl.: Umweltbundesamt: Luftverkehr. 2020.

¹⁵Vgl.: Umweltbundesamt: Welche Grenzwerte gibt es für die Stickstoffdioxidbelastung der Luft? 2013.

¹⁶Vgl.: Flughafen Zürich: Luftqualität. 2018.

¹⁷Vgl.: Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt: Rußim Flugzeug-Abgas und die Klimawirkung des Luftverkehrs. 2021.

¹⁸Vgl.: Deutscher Wetterdienst: Chemtrails. 2024.