Dieseldebatte

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MONTAG, 01.04.2019

F.A.Z. – DIE GEGENWART

Teufel oder Beelzebub

Mit der Festlegung von wissenschaftlich nicht begründbaren Grenzwerten für Stickstoffdioxid hat die Politik Deutschland in die Diesel-Falle gesteuert. Und nur die Politik kann das Land aus dieser Falle befreien. Einstweilen muss die Justiz die Schieflage zwischen dem gesetzlichen Grenzwert, den Handlungsoptionen der Gemeinden und den Rechten der Bürger korrigieren.

Von Professor Dr. med. Dr. rer. nat. Alexander S. Kekulé

Der Streit über Diesel-Fahrverbote hat neuerdings die Wissenschaft erfasst, und das mit geradezu selbstzerstörerischer Wucht. Seit im Januar rund hundert Lungenärzte und Ingenieure die für die EU geltenden Grenzwerte kritisierten und ein Gutachten des Umweltbundesamtes in Frage stellten, bewerfen sich distinguierte Doktoren öffentlich mit Dreck. Die Autoren des Papiers werden als „Außenseiter“ und „Exoten“ beschimpft, die nichts als eine „Stammtischdiskussion älterer Ärzte“ führten. Ihre Einwände gegen die Grenzwerte seien „befremdlich“, „unwissenschaftlich“ und „total daneben“. Als dann auch noch herauskam, dass sich der Anführer der aufständischen Zenturie, der Lungenfacharzt Dieter Köhler, an mehreren Stellen verrechnet hatte, war nicht nur unter Umweltmedizinern die Häme groß.

War die Revolte der Lungenärzte also nur eine Luftnummer? Sind die wissenschaftlichen Fakten so eindeutig, dass sie die Sperrung ganzer Innenstädte für ältere Dieselfahrzeuge rechtfertigen? Muss der Staat seinen Bürgern Beschränkungen der Mobilität und wirtschaftliche Nachteile zumuten, um sie vor einer ernsten Gesundheitsgefahr zu schützen?

Fast alles, was Köhler und Kollegen in ihrem Positionspapier geschrieben und gerechnet haben, ist wissenschaftlich nicht haltbar. Ihre pauschale Verharmlosung der Luftverschmutzung steht im Widerspruch zu aktuellen Untersuchungen der Weltgesundheitsorganisation (WHO), die darin das weltweit größte umweltbedingte Gesundheitsrisiko sieht. Jedoch hat der streitbare Pensionär, wie die überzogene Reaktion der etablierten Szene erahnen lässt, an einem Punkt den Finger in eine offene Wunde gelegt. In einem Halbsatz moniert er sinngemäß, der Grenzwert für Stickstoffdioxid sei wissenschaftlich nicht begründet – und damit hat er recht.

Die Fahrverbote werden aufgrund einer EU-Richtlinie verhängt, wonach die Konzentration von Stickstoffdioxid in der Außenluft im Jahresmittel 40 Mikrogramm pro Kubikmeter (µg/m3) nicht überschreiten darf. Dieser Grenzwert war von Anfang an nicht wissenschaftlich, sondern politisch begründet. Nach dem Umweltgipfel von Rio de Janeiro im Jahr 1992 wollte die Europäische Union mit gutem Beispiel vorangehen. Ehrgeizige Luftqualitätsziele sollten die Industrie zwingen, bessere Reinigungssysteme für Fabrikschlote sowie schadstoffärmere Autos zu entwickeln.

Stickstoffdioxid galt damals als einfach zu messender Anzeiger für Verbrennungsabgase aller Art. Es entsteht in jeder Flamme und hat im Gegensatz zu vielen anderen Schadstoffen keine relevanten natürlichen Quellen. Der damals gültige Grenzwert von 200 µg/m3 sollte deshalb deutlich verschärft werden. Der Industrie wollte man ausreichend Vorlauf geben, um die technischen Voraussetzungen zu entwickeln.

Doch die Vorgabe der Politik stellte die Wissenschaft vor eine unlösbare Aufgabe. Laut einer EU-Richtlinie aus dem Jahr 1985 müssen die Grenzwerte auf Empfehlungen der WHO beruhen, „und zwar vor allem auf den für diesen Schadstoff ermittelten Relationen zwischen Dosis und Wirkungen“. Damals wie heute gab es keine Experimente, die eine biologische Wirkung von Stickstoffdioxid in den geringen, in der Außenluft gemessenen Konzentrationen zeigen. Ohne Kenntnis der Dosis-Wirkungs-Beziehung kann jedoch kein Grenzwert berechnet werden.

Die Abhängigkeit der Gesetzgebung von einem Vorschlag der WHO, dem sogenannten „Richtwert“, war für alle Beteiligten ein Novum. Eine eigens dafür im niederländischen Bilthoven eingerichtete Abteilung der WHO unterhielt einen kurzen Draht zur Europäischen Kommission und wurde großenteils von dieser finanziert. Die Kommission stand unter Zeitdruck, weil sie laut Gesetz spätestens Ende 1996 einen Vorschlag für den neuen Grenzwert vorlegen musste.

Die von der WHO einberufenen Wissenschaftler kamen lange zu keinem Ergebnis. Im Oktober 1994 stellte eine Expertengruppe fest, ein Richtwert könne nicht wissenschaftlich hergeleitet werden, weil es keine Dosis-Wirkungs-Beziehung gibt. Angesichts dieses „Dilemmas“ nannten sie nur einen ungefähren Bereich von 40 bis 50 µg/m3 und betonten, dass dieser Vorschlag nicht auf wissenschaftlichen Berechnungen, sondern auf einer „Expertenschätzung“ beruhte – das ist die höfliche Umschreibung für eine Abstimmung nach Bauchgefühl.

Nach diesem Fehlschlag beauftragte die WHO im Oktober 1995 eine weitere Expertenrunde. Doch die in Oslo tagende Arbeitsgruppe, an der diesmal kein EU-Vertreter teilnahm, lehnte die Nennung eines Richtwertes glattweg ab. Also trommelte die WHO im Juni 1996 eine dritte Arbeitsgruppe zusammen, diesmal am Sitz der Kommission in Brüssel. Nach kurzer Beratung einigte sich die Runde darauf, den Richtwert aus einem Bericht für das Programm für chemische Sicherheit (IPCS) der Vereinten Nationen zu übernehmen. Dieser stützte sich auf jene älteren Untersuchungen über Gasherde in Innenräumen, die von den vorigen Arbeitsgruppen als unbrauchbar eingestuft worden waren. Wie es zu diesem Sinneswandel kam, ist nicht mehr nachzuvollziehen. Das Protokoll der denkwürdigen Sitzung, die den bis heute gültigen Wert von 40 µg/m3 hervorbrachte, ging laut Mitteilung der Genfer WHO-Zentrale bei einem Hochwasser verloren.

Fest steht, dass die EU den Richtwert der WHO eins zu eins als gesetzlichen Grenzwert übernommen hat. Der Richtwert bezieht sich jedoch auf die individuelle Jahresbelastung, unter der keine gesundheitlichen Auswirkungen zu erwarten sind. Die Jahresbelastung eines Menschen hängt davon ab, wie lange er sich in Bereichen mit hoher Schadstoffkonzentration aufhält. Diese individuelle Exposition ist bei Stickstoffdioxid wesentlich geringer als die an der Straße gemessenen Werte, weil der Mitteleuropäer rund 90 Prozent seiner Zeit in geschlossenen Räumen verbringt.

Um das Überschreiten einer persönlichen Jahresbelastung von 40 µg/m3 zu vermeiden, hätte deshalb auch ein deutlich höherer Grenzwert ausgereicht. Die Autoren des IPCS-Berichts hatten daher ausdrücklich davor gewarnt, den Richtwert als Vorschlag für einen Grenzwert zu verstehen. Doch diese Mahnung ist offensichtlich in den Korridoren der Brüsseler Bürokratie verhallt.

Wie bei solchen Gesetzgebungsverfahren üblich, hat sich die Kommission eingehend mit den Automobilherstellern beraten. Wohl aus diesem Grund sah die schließlich im April 1999 erlassene Richtlinie vor, dass der neue Grenzwert erst ab 2010 einzuhalten sei. Dieses Ziel erschien aufgrund der damaligen Prognosen der Autoindustrie erreichbar zu sein. Mit den ab 2000 und 2005 in Kraft tretenden Abgasnormen Euro 3 und Euro 4 sollten die Emissionen trotz steigender Fahrzeugzahlen auf den Straßen innerhalb eines Jahrzehnts um 75 Prozent gesenkt werden. Dass die Automobile im Realbetrieb wesentlich mehr Stickstoffdioxid produzieren als auf dem Prüfstand, kam erst mit dem Diesel-Skandal ans Licht.

Nun wäre es denkbar, dass der Grenz-wert von 1999 trotz seiner bizarren Entstehungsgeschichte mittlerweile durch handfeste Forschungsergebnisse untermauert wurde. Dies behauptet das Umweltbundesamt (UBA) mit einem Gutachten, wonach Stickstoffdioxid in Deutschland jedes Jahr rund 6000 vorzeitige Todesfälle durch Herz-Kreislauf-Erkrankungen verursacht. Diese Aussage stößt nicht nur bei den hundert Lungenärzten, sondern auch unter etablierten Epidemiologen auf Kritik.

Fest steht, dass Verkehrsabgase – auch in Deutschland – für erhebliche Gesundheitsschäden und eine Verkürzung der Lebenserwartung verantwortlich sind. Doch welche Rolle spielt dabei Stickstoffdioxid?

Das stinkende Gas mit der chemischen Formel NO2 wirkt stark oxidierend und verätzt in hohen Konzentrationen die Atemwege. Für die niedrigen Werte, die in der Außenluft gemessen werden, ist in Experimenten jedoch keine Wirkung feststellbar. Zum Schutz vor Oxidationsmitteln verfügt die Lungenschleimhaut über ein biochemisches Abwehrsystem, das NO2 und ähnliche Schadstoffe sehr schnell zersetzt. Dies ist wahrscheinlich der Grund dafür, dass selbst hochempfindliche Messverfahren bei Asthmatikern erst ab etwa 180 µg/m3 biochemische Veränderungen und eine leichte Anspannung der Bronchialmuskulatur registrieren; gesunde Menschen reagieren erst auf sechsmal höhere Konzentrationen. Die gemessenen Effekte sind nicht proportional zur Konzentration des Gases, das heißt es gibt keine Dosis-Wirkungs-Beziehung. Zudem sind diese Abwehrreaktionen, die auch durch Kälte und andere natürliche Reize provoziert werden, nur vorübergehend und hinterlassen keine bleibenden Schäden.

Andererseits könnten in einer großen Population einzelne Individuen noch empfindlicher sein als die im Labor untersuchten Asthmatiker. Doch wie ließe sich das nachweisen? Wenn Kliniker und Toxikologen am Ende ihrer Kunst stehen, ist die Stunde der Umweltepidemiologie gekommen. Diese in den 1960er Jahren entstandene Disziplin versucht, durch statistische Auswertung der Daten sehr vieler Personen Korrelationen von Krankheiten und Umweltbelastungen zu finden. Doch die Beurteilung der Ergebnisse ist mitunter schwierig.

Bereits für den ursprünglichen WHO-Richtwert von 40 µg/m3 wurden umweltepidemiologische Studien herangezogen, die einen Zusammenhang zwischen Atemwegssymptomen bei Kindern und der Anwesenheit von Gasherden im Haushalt festgestellt hatten. Jedoch waren die NO2-Werte nicht oder nur ungenau bestimmt worden. Zudem war unklar, wie sich ein Gasherd in der Küche auf die anderen Räume auswirkt, die gemessenen Konzentrationen schwankten zwischen acht und 2500 µg/m3. Mangels brauchbarer Daten schätzten die Gutachter kurzerhand, dass ein Gasherd die mittlere jährliche NO2-Konzentration im Haushalt auf ungefähr 40 µg/m3 erhöht – das ist die Basis für den bis heute gültigen Grenzwert der EU. Wenn man sich damals auf „70“ geeinigt hätte, was aufgrund der Daten genauso gut (oder schlecht) begründet gewesen wäre, gäbe es in Deutschland heute keine Fahrverbote.

Ob Grenzwerte überhaupt aus epidemiologischen Untersuchungen abgeleitet werden dürfen, ist äußerst umstritten. Im Gegensatz zu ihren Kollegen im Labor sind Umweltepidemiologen in der Regel auf Daten angewiesen, die nicht für wissenschaftliche Zwecke gesammelt wurden. Die darauf basierenden „Beobachtungsstudien“ sind deshalb stärker fehlerbehaftet als kontrollierte Experimente.

Beispielsweise sind die in den Sterberegistern verzeichneten Todesursachen oft ungenau. Auch die den Wohnorten (in der Regel nach Postleitzahlen) zugeordneten NO2-Werte der Außenluft sind nur grobe Näherungen. Weil es nur wenige Messstationen gibt, werden sie mit Hilfe mathematischer Modelle geschätzt. Ein Fehlerintervall von plus oder minus 30 Prozent gilt hier als akzeptabel. Zusätzlich führen lokale Effekte wie Anfahrvorgänge an Verkehrsampeln oder stehende Luft in engen Straßen zu örtlichen und zeitlichen Schwankungen, die in den Modellrechnungen nicht berücksichtigt werden. Der Gesamtfehler entsteht durch Multiplikation der Einzelfehler, so dass die Interpretation mancher Studien an Kaffeesatzlesen erinnert. Bei gesetzlichen Grenzwerten haben jedoch, wie man am Beispiel der Diesel-Fahrverbote sieht, bereits geringe Überschreitungen erhebliche Konsequenzen.

Zudem sagen epidemiologische Assoziationen, selbst wenn sie gut belegt sind, nichts über kausale Zusammenhänge aus, weil die beobachteten Effekte auch unbemerkte Ursachen haben können. Diese sogenannten „Confounder“ haben als unbekannte Dritte den Epidemiologen schon so manchen Streich gespielt. Für Aufregung sorgten etwa Studien aus den 1980er Jahren, die einen Zusammenhang zwischen Kaffeetrinken und Krebs nachwiesen. Wie sich später zeigte, war dafür ein Confounder verantwortlich: Kaffeetrinker rauchen häufiger, und Rauchen verursacht Krebs. Dieses Beispiel mahnt deshalb zur Vorsicht, weil man die krebsfördernde Wirkung des Rauchens natürlich von Anfang an kannte und es trotzdem nicht gelang, diesen Confounder herauszurechnen.

Für NO2 sind diese Störfaktoren kaum kontrollierbar. So wurden in den historischen Gasherd-Studien Luftfeuchtigkeit und Raucher im Haushalt nur teilweise dokumentiert. Heute weiß man, dass die Häufigkeit von Asthma- und Erkältungssymptomen entscheidend vom Rauchverhalten der Mitbewohner und der Luftfeuchtigkeit abhängt. Bei der Verbrennung von Gas entsteht so viel Wasser, dass die Feuchtigkeit mitunter am Küchenfenster kondensiert. Gasherde standen meist in sozial schlechter gestellten Haushalten und wurden teilweise auch zum Heizen verwendet.

Der hartnäckigste Störfaktor für die Beurteilung von Gesundheitsschäden durch NO2 sind andere Verbrennungsprodukte, insbesondere Ruß und Feinstaub. Diese Partikel lagern sich über Jahre hinweg in der Lunge ab und können zudem toxische Schwermetalle und organische Verbindungen transportieren. Im Vergleich zu NO2 sind bei Feinstaub die Beweise für kurz- und langfristige Gesundheitsschäden und eine Verkürzung der Lebenserwartung eindeutig. Epidemiologische Studien können diesen Confounder jedoch nicht herausrechnen, weil der besonders gefährliche Feinstaub unter 2,5 Mikrometer Partikelgröße nicht flächendeckend gemessen wird. Zudem fehlt bei NO2 ein plausibler biologischer Mechanismus für Schädigungen außerhalb der Lunge.

Deshalb stufen die amerikanische Umweltbehörde EPA, die WHO und eine von der britischen Regierung eingesetzte Expertenkommission bei NO2 nur kurzfristige Effekte auf die Atemwege, insbesondere die Verstärkung von Asthmasymptomen, als kausal ein. Mitentscheidend war die durch zuverlässige Studien abgesicherte Beobachtung, dass bei hoher NO2-Belastung in der Außenluft mehr Asthmatiker in die Notaufnahmen kommen. Allerdings wurden hier, wie die EPA feststellte, in der Regel auch die amerikanischen Grenzwerte für NO2 überschritten. In Regionen, in denen die Grenzwerte eingehalten werden, zeigte sich keine Korrelation von NO2-Belastungen und Asthmaanfällen. Die EPA schließt daraus, dass der in den Vereinigten Staaten gültige Jahresgrenzwert von 100 µg/m3 zum Schutz der Bevölkerung ausreicht. Dabei unterscheidet die EPA im Gegensatz zur EU-Kommission zwischen der persönlichen Exposition (auf die sich der Richtwert der WHO bezieht) und dem gesetzlichen Grenzwert für die Messstationen. Diese differenzierte Betrachtung – und nicht etwa eine laxere Einstellung zum Gesundheitsschutz – ist der Grund für den höheren Grenzwert in den Vereinigten Staaten.

Für andere Gesundheitsschäden, wie Herz-Kreislauf-Erkrankungen oder Todesfälle, konnten die internationalen Gutachter keinen ursächlichen Zusammenhang mit der NO2-Belastung feststellen. Wie kommt also das Dessauer Umweltbundesamt auf die angeblich 6000 Herz-Kreislaufbedingten NO2-Toten? Das UBA-Gutachten basiert auf sechs älteren Untersuchungen, die einen Zusammenhang zwischen Todesfällen und den NO2-Belastungen am letzten Wohnort zeigen. Daraus ermittelten die UBA-Autoren ein erhöhtes Sterberisiko von drei Prozent pro 10 µg/m3 NO2. Mit Hilfe per Modellrechnung geschätzter regionaler NO2-Expositionen und der amtlichen Todesursachenstatistik ergab sich eine Verkürzung der statistischen Lebenserwartung, die etwa 50 000 verlorenen Lebensjahren entspricht. Das rechneten die UBA-Experten in 6000 Personen um, die angeblich vor Erreichen der durchschnittlichen Lebenserwartung versterben.

Für die behauptete Kausalität zwischen NO2-Exposition und vorzeitigen Todesfällen, die im Widerspruch zum internationalen Stand der Wissenschaft steht, hat das UBA keinen einzigen Beleg vorgelegt. Offenbar wurden nicht einmal die bekannten Confounder der Ausgangsstudien berücksichtigt. Der Bochumer Epidemiologe Peter Morfeld hat zu Recht darauf hingewiesen, dass auch die Umrechnung der verlorenen Lebensjahre in Todesfälle mathematisch nicht korrekt ist: Da niemand weiß, wie sich die verlorenen 50000 Jahre auf die Bevölkerung verteilen und nicht jeder exakt nach Ablauf der durchschnittlichen Lebenserwartung stirbt, kann man nicht ausrechnen, wie viele Menschen tatsächlich früher sterben. Weil fiktive Sterbezahlen in der Öffentlichkeit leicht missverstanden werden, macht die WHO solche Angaben nur in Fällen, wo die tödliche Wirkung grundsätzlich feststeht, etwa bei Aids oder der Luftverschmutzung insgesamt. Dies trifft aber auf NO2 nicht zu.

Der Hinweis, dass ein ursächlicher Zusammenhang zwischen NO2 und Sterblichkeit nicht belegt ist und die „Stickstoffdioxid-Toten“ gar keine echten Toten sind, hätte die Debatte frühzeitig entschärfen können. Stattdessen sieht das UBA bis heute zu, wie die (fiktiven) 6000 NO2-Toten mit den 3500 (realen) Verkehrstoten ins Verhältnis gesetzt werden. Diese gefährliche Nähe zu Fake News und Fake Science nützt nicht der Umweltpolitik, sondern spielt ihren fundamentalistischen Gegnern in die Hände.

Die Hauptautorin der Studie, die international angesehene Feinstaub-Expertin Annette Peters vom Münchner Helmholtz-Zentrum, ist derweil diskret zurückgerudert. In ihrer jüngsten Übersichtsarbeit zu Luftschadstoffen werden die angeblichen NO2-Toten nicht mehr erwähnt. In öffentlichen Stellungnahmen betont sie schon länger, dass die verlorenen Lebensjahre auch andere Gründe haben könnten – sogar Straßenlärm schließt sie als Mitursache nicht aus. Damit ist es höchste Zeit, den politisch befeuerten „Streit der Experten“ auf dem Friedhof der wissenschaftlichen Peinlichkeiten zu begraben. Was bleibt?

Die Politik hat die Deutschen in die Diesel-Falle gesteuert, und nur die Politik kann sie daraus wieder befreien. Seit vergangenem Jahr läuft die turnusmäßige Überprüfung der Luftgrenzwerte durch die EU-Kommission. Die Fachleute der WHO, die damit beauftragt sind, haben schon deutlich gemacht, dass sie weitere Verschärfungen empfehlen werden. Bei Feinstaub steht die medizinische Begründung für strengere Grenzwerte, wie sie in den Vereinigten Staaten bereits gelten, außer Frage. Ob das in Brüssel durchsetzbar ist, wird jedoch insbesondere von osteuropäischen Staaten abhängen, die bereits die derzeit gültigen Regelungen nicht beachten.

Bei NO2 ist die Lage anders. Selbst wenn die WHO den Richtwert von 40 auf 20 µg/m3 herabsetzen sollte, gibt es keinen Grund, den Grenzwert zu verschärfen. Die durch den Richtwert angegebene, noch nicht gesundheitsschädliche persönliche Exposition wird auch dann nicht überschritten, wenn an stark befahrenen Straßen höhere Konzentrationen auftreten. Diese in Amerika selbstverständliche Differenzierung muss auch in die Überprüfung der EU-Grenzwerte Eingang finden.

Trotzdem wäre es vorschnell, in Brüssel eine Aufweichung der Regeln für NO2 zu fordern. Weniger umweltbewusste Mitgliedstaaten würden nach dieser Steilvorlage die Luftreinhaltungspolitik insgesamt in Frage stellen. Zudem ist NO2 ein Indikator für andere Abgasbestandteile wie Feinstaub und Ruß, die derzeit nur teilweise gemessen werden. Durch die neuerdings endlich verstärkten Anstrengungen zur Luftreinhaltung und die Ausmusterung älterer Dieselmodelle wird Deutschland den Grenzwert ohnehin in wenigen Jahren flächendeckend einhalten.

In der Übergangszeit wird es Aufgabe der Justiz sein, die Schieflage zwischen dem gesetzlichen Grenzwert, den Handlungsoptionen der Gemeinden und den Rechten der Bürger zu korrigieren. Die gerade vom Bundestag verabschiedete Änderung des Immissionsschutzgesetzes, wonach Fahrverbote erst ab 50 µg/m3 angeordnet werden sollen, dürfte dabei wenig hilfreich sein. Der EU-Grenzwert hat unmittelbare Gesetzeskraft und ist einzuhalten, auch wenn nationales Recht dagegen steht. Und die Beurteilung der Verhältnismäßigkeit, auf die das Gesetz vorrangig abzielt, ist ohnehin verfassungsmäßige Aufgabe der Gerichte.

Hingegen könnte die Tatsache, dass die dem NO2 zugeschriebenen Gesundheitsschäden ganz oder teilweise durch andere Abgaskomponenten verursacht werden, die Verfahren aus der Sackgasse befreien. Der Austausch von Diesel-Pkw durch Benziner führt zwar zur Reduzierung von NO2, aber zur Erhöhung des wesentlich gefährlicheren Feinstaubs. Zudem werden durch Umleitungen auf Nebenstraßen nicht selten mehr Menschen einer Feinstaub-Belastung ausgesetzt, die auch bei Einhaltung der NO2-Grenzwerte gesundheitsschädlich ist. Fahrverbote können deshalb die Gesundheitsrisiken erhöhen, so paradox das auf Anhieb klingen mag. Eine Maßnahme, die den Teufel mit dem Beelzebub austreibt, dürfte in keiner Hinsicht verhältnismäßig sein.

Der Auftrag von Bundeskanzlerin Merkel an die Nationale Akademie der Wissenschaften, im sogenannten „Expertenstreit“ zu vermitteln, hat der öffentlichen Debatte um das Diesel-Desaster eine Atempause verschafft. Doch wenn die Leopoldina mit ihrem in Kürze erwarteten Gutachten die wissenschaftlichen Fakten zurechtrückt, wird vor allem eines noch einmal deutlich werden: Der Ball liegt unbewegt im Feld der Politik, und das seit zwanzig Jahren.

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Der Autor ist Direktor des Instituts für Biologische Sicherheitsforschung in Halle und war langjähriger Berater der Bundesregierung für biologischen Bevölkerungsschutz.