C. Hagner, F. Feser, M. Costa-Cabral, H. v. Storch, Institut für Küstenforschung, GKSS-Forschungszentrum, Geesthacht

Die Massenmobilisierung in den 1950er und 60er Jahren in Europa führte zu einem rapide wachsenden Benzinverbrauch und damit zu einem steilen Anstieg von Bleiemissionen durch den Kraftverkehr. Doch erst Anfang der 70er wurden in Europa Umweltschutzprogramme verabschiedet, um die zunehmende Luftverschmutzung, eine latente Gefahr für Mensch, Tier und Pflanze, zu reduzieren. Obwohl die Frage der Gesundheitsgefahren durch Blei in der Luft wissenschaftlich noch umstritten war, wurden in Deutschland 1972 und 1976 gesetzliche Maßnahmen zur Reduktion von Bleiemissionen verabschiedet. Ab 1.1.1972 war sowohl die Produktion als auch der Import von Benzin mit einem Bleigehalt von mehr als 0,4 g/1 verboten. Ab Janaur 1976 wurde der Bleigehalt im Benzin auf maximal 0,15 g/1 vermindert. Bleifreies Benzin wurde in Deutschland 1985 eingeführt. In der Europäischen Gemeinschaft wurde der Bleigehalt erstmals in 1978 auf 0,4 g/1 reduziert. Die Bereitstellung von bleifreiem Benzin wurde innerhalb der Europäischen Union erst 1989 vorgeschrieben.

Aus ökonomischer Sicht waren vor allem Autofahrer, Kfz-Hersteller, Raffinerien und Tankstellen von den neuen Regelungen zur Emissionsminderung betroffen. 1972 konnten die Raffinerien in Deutschland einen Anstieg der Produktionskosten vermeiden, indem sie Überkapazitäten abbauten. 1976 war der Kostenzuwachs in Abhängigkeit von der Art der Produktionsanlage unterschiedlich hoch. Durch Steuervergünstigungen wurden zu dieser Zeit negative Auswirkungen auf den Verbraucherpreis vermieden. In 1985 war die Mineralölindustrie infolge innovativer Produktionstechnologie in der Lage, bleifreies Benzin ohne Zusatzkosten zu produzieren. Die Einführung des Katalysators ab 1985 führte wegen der unterschiedlich hohen Kosten beim serienmäßigen Einbau zu Wettbewerbsverzerrungen auf dem europäischen Automobilmarkt. Einzelne Hersteller von Kfzs, die zum Beispiel Automobile im gehobenen Preissegment anboten oder bereits durch Exporte auf den amerikanischen Markt umfangreiche Erfahrung mit der neuen Technik gesammelt hatten, konnten ihre Marktanteile deutlich ausweiten. Besonders mittelständische, freie Tankstellen waren nicht in der Lage die Investitionen aufzubringen, um ihr Angebot um bleifreies Benzin zu erweitern. Infolgedessen wurde der Konzentrationsprozess im Distributionssystem verstärkt.

In den 80er Jahren dominierte das Problem Waldsterben die Diskussion um Luftverschmutzung. Durch die Einführung des Katalysators erwartete man eine signifikante Reduktion der Kfz-Emissionen, die als Ursache des Waldsterbens betrachtet wurden. Wiederum drängte vor allem Deutschland auf eine europäische Gesetzgebung über Kraftfahrzeuge mit niedrig emittierenden Abgassystemen und die Einführung bleifreien Benzins, denn Bleiadditive im Treibstoff würden Katalysatoren zerstören. 1984/85 wurden in Deutschland zwei Gesetze zur Reduktion von Kfz-Emissionen und die Einführung von bleifreiem Benzin verabschiedet. Dieser deutsche Alleingang wurde von den Autoherstellern bekämpft, die hohe Exportverluste befürchteten. Doch erst 1989 verpflichtete die EU-Kommission die Länder, bleifreies Superbenzin anzubieten und empfahl, den Benzin-Bleigehalt europaweit zu senken. Die Reaktion der EU-Staaten war sehr unterschiedlich. In Italien und Großbritannien wurden die Bleiemissionen frühzeitig gesenkt. Obwohl Frankreich innerhalb der EU der größste Emittent war, wurden diese Schwermetallemissionen erst ab 1989 reduziert.

Im "Bleiprojekt" des GKSS-Forschungszentrums wurden zunächst die europäischen Bleiemissionen seit den späten 50er Jahren abgeschätzt. Bleiemissionen werden in den unteren Schichten der Atmosphäre durch Wind verteilt und gelangen durch Niederschlag und Ablagerungsprozesse auf Land- und Meeresoberflächen. Diese Prozesse wurden mit einem Stofftransportmodell simuliert. Die hierfür notwendigen atmosphärischen Bedingungen von 1958 bis heute beruhen auf vom US National Center for Environmental Prediction (NCEP) rekonstruierten Wetterdaten.

beizubehalten und Information im kleinräumigen Bereich hinzuzufügen. Allerdings kann es mit dieser Methode vorkommen, dass das Regionalmodell großräumige Wetterphänomene neu berechnet und so zu unterschiedlichen Ergebnissen im Vergleich zu den Antriebsdaten kommt. Deshalb wurde im Bleiprojekt das sogenannte "spektrale Nudging" entwickelt. Diese Technik schreibt dem Regionalmodell zusätzlich zu den Randdaten die großräumigen Wettercharakteristika der Eingangsdaten auch im Innern des Modellgebiets vor, so dass hier Abweichungen vermieden werden.

Kann der Rückgang der Bleiemissionen in Deutschland in verschiedenen Umweltsystemen nachgewiesen werden?

Messdaten über die Bleikonzentrationen in einem Ballungsraum und einem ländlichen Gebiet in den Jahren 1986 - 1995 zeigen, dass die Schwermetallkonzentrationen in der Luft im städtischen Bereich infolge der höheren Kraftfahrzeugdichte deutlich über denen im ländlichen Gebiet liegen. Durch die Reduktion des Bleigehalts im Benzin sinkt, wie erwartet, die Bleikonzentration im Zeitablauf in beiden Gebieten – innerhalb von 4,5 Jahren um die Hälfte.

Eine vergleichbare Entwicklung der Bleibelastung kann man auch bei Pflanzen beobachten.

Während Pflanzen an Land Blei durch die Luft aufnehmen, d.h. von der atmosphärischen Bleikonzentration abhängig sind, wird die Bleikonzentration in Muscheln und Fischen durch den Bleigehalt in Schwebstoffen und Sedimenten bestimmt. Diese sind im Gegensatz zur Atmosphäre Langzeitspeicher für Blei.

definierten Grenzwert, ab dem eine Gesundheitsgefährdung vorliegen könnte. Die deutschen Experten gehen davon aus, dass Kinder bei einem Bleigehalt im Blut von <150 m g Pb/l bzw. <250 m g Pb/l bei Erwachsenen, gesundheitlich nicht gefährdet sind. Aus ihrer Sicht ist die Einführung des bleifreien Benzins in 1985 als Vorsorgemaßnahme zu bewerten und nicht mit einer akuten Gesundheitsgefahr für die deutsche Bevölkerung zu begründen. Dem widersprechen jedoch Wissenschaftler aus den USA. Sie stellen in ihren empirischen Studien fest, dass die intellektuelle Entwicklung von Kindern bereits bei einem Bleigehalt von 100 m g Pb/l im Blut beeinträchtigt ist.

Heute liegt die Bleibelastung des Menschen in Westeuropa auf einem Niveau weit unterhalb von medizinisch relevanten Grenzwerten. Dies gilt jedoch nicht für Entwicklungsländer. Dort ist vorallem die Bevölkerung der "Megastädte" von hohen Bleiemissionen betroffen. So wurden nach Berichten der Weltbank z.B. in Bangalore 185 m g Pb/l (1984), in Bangkok 400 m g Pb/l (1990), in Manila 235 m g Pb/l (1994) und in Kairo 300 m g Pb/l (1994) im Blut von Stichproben aus der Bevölkerung gemessen.

Am Fallbeispiel Blei wurde erfolgreich ein "Modellbaukasten" aufgebaut, mit dem langfristig die Konzentration und der Transport von Umweltschadstoffen in der Vergangenheit und in der Zukunft geschätzt werden kann. Ist die Gefahr einer Bleivergiftung der Umwelt nun gebannt? Die Rekonstruktionen haben gezeigt, dass die Bleibelastung in der Atmosphäre bis in die 70er Jahre deutlich angestiegen ist. Seit diesen Jahren jedoch sind die atmosphärischen Bleikonzentrationen infolge der Reduktion des Bleigehalts im Benzin, der Hauptquelle der Bleiemissionen, gesunken. Analog dazu sind auch die Bleibelastungen in den Organismen zurückgegangen, die Blei hauptsächlich aus der Luft aufnehmen – in den Landpflanzen und dem Mensch. Diese positive Entwicklung gilt jedoch nicht für Böden und Sedimente, die Langzeitspeicher von Blei sind. Dort wird Blei in chemischen Komplexen fest eingelagert und angereichert. Über die Nahrungskette gelangt Blei aus den Sedimenten in aquatische Lebewesen, deren Belastungsniveau in den letzten Jahrzehnten konstant geblieben ist. Das heisst die "Bleipolitik" in Europa ist aus ökologischer Sicht teilweise erfolgreich gewesen. In Europa stellt Blei für den Mensch keine Gefahr mehr dar. Weltweit jedoch wächst das Problem der Bleibelastung der Bevölkerung vorallem in den Ballungsgebieten der Entwicklungsländer.

Aus ökonomischer Sicht waren die europäischen Maßnahmen zur Reduktion des Bleigehalts im Benzin sinnvoll, denn sie belasteten die Volkswirtschaft kaum. Es ist nun wichtig, den "Modellbaukasten" und die Analyseinstrumente auf in Zukunft relevante Umweltschadstoffe, wie zum Beispiel persistente, organische Schadstoffe, anzuwenden.