Gesundheit Feinstaub aus Triebwerken auch schädlich

Der weltweite Flugverkehr nimmt immer mehr zu. Wie wirken sich die Abgase aus Flugzeugantrieben auf die Gesundheit aus? Das haben Forschende in einem ausgeklügelten Experiment untersucht.

Feinstaub aus Autoabgasen gelangen in die Lunge und beeinträchtigen langfristig die Gesundheit. Aber wie sieht es mit den Partikeln aus Flugzeugantrieben aus? Das haben Forschende um Marianne Geiser von der Uni Bern gemeinsam mit Kollegen der Empa und der Fachhochschule Nordwestschweiz (FHNW) an dem weltweit verbreitetsten Turbinentyp und menschlichen Lungenzellen getestet, wie die Uni Bern am Donnerstag mitteilte.

Die zellschädigende Wirkung von Partikeln aus der Kerosinverbrennung ist ähnlich zu der aus Benzin- und Dieselantrieben, so der Befund der Studie, die im Fachblatt «Nature Communications Biology» erschienen ist. Vor allem die primären Russpartikel können die Lungenzellen direkt schädigen und Entzündungsreaktionen auslösen. Zudem scheint Biotreibstoff, der neben Kerosin zu knapp einem Drittel aus tierischen und pflanzlichen Fetten besteht, in dieser Hinsicht nicht unbedingt besser zu sein als herkömmliches Kerosin.

Kammer mit Lungenzellen

Für die Studie liessen die Forschenden die Turbine, eine «CFM56-7B Turbofan», mit Kerosin oder Biotreibstoff auf einem Prüfstand den Betrieb bei Leerlauf, Start, Steigflug und weiteren Triebwerksleistungen nachstellen. Die Abgase leiteten sie in eine sogenannte Aerosol-Depositionskammer, die an der FHNW entwickelt wurden. Darin befinden sich menschliche Bronchialepithelzellen, die im Körper die menschlichen Bronchien auskleiden.

Die Forschenden setzten die Zellen für eine Stunde den Abgasen aus. So konnten sie unter realitätsnahen Bedingungen testen, wie sich die Abgaspartikel während dieser Zeit auf den Lungenzellen ablagern und welche Reaktionen sie auslösen. Darunter beispielsweise Schädigung der Zellmembranen und oxidativer Stress, der Zellen schneller altern lässt und Auslöser für Krebs sein kann.

Die stärksten Reaktionen zeigten die Lungenzellen demnach bei konventionellem Kerosin im Turbinen-Leerlauf. Dies war überraschend, da die Partikelmenge, die sich auf den Zellen ablagerte, eigentlich bei weitem geringer war als bei voller Turbinenleistung. Grund dafür sei, dass sich die entstehenden Partikel bei Leerlauf und Start oder Steigflug unterscheiden, erklärte Geiser gegenüber der Nachrichtenagentur Keystone-SDA.

Im Leerlauf entstehen somit Partikel mit einer Beschaffenheit, die trotz geringerer Dosis viel stärkere Zellreaktionen auslösen. «Das zeigt, dass nicht nur die Dosis, sondern auch die Beschaffenheit der Partikel für Gesundheitseffekte relevant sind», sagte die Forscherin.

Für Flughafenpersonal bedeutend

Für den Biotreibstoff zeigte sich die stärkste Zellreaktion im Steigflug. Vor allem schütteten die Zellen hierbei verstärkt Entzündungsfaktoren (Cytokine) aus. «Diese Reaktionen reduzieren die Fähigkeit der Atemwegszellen, auf einen nachfolgenden viralen oder bakteriellen Angriff entsprechend zu reagieren», so Geiser.

Der Fokus lag bei dieser Studie auf den sogenannten Primärpartikeln, also den Teilchen, die direkt bei der Treibstoffverbrennung ausgestossen werden, erklärte Geiser. Mit zunehmender Distanz zu den Turbinen würden diese Primärpartikel umgewandelt und hätten dann wieder andere Effekte.

Die Studienergebnisse könnten somit insbesondere für Flughafenpersonal bedeutend sein, das beispielsweise beim Be- und Entladen der Flugzeuge den Abgasen in direkter Umgebung der Turbinen ausgesetzt ist.

https://www.nature.com/articles/s42003-019-0332-7