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Staub ist nicht gleich Staub

Als Staub werden kleinste Partikel bezeichnet, die in der Luft schweben – deshalb werden sie auch Schwebstäube genannt. Sind die Staubkörnchen größer als zehn Mikrometer (0,01 Millimeter), werden sie zur Klasse der Grobstäube gezählt. Sind sie kleiner als zehn Mikrometer, gehören sie zur Klasse der Feinstäube. Dieser wiederum teilt sich in verschiedene Gruppen auf: Ist er 2,5 bis 10 Mikrometer groß, gehört er zur sogenannten Grobfraktion. Bei einer Größe von 0,1 bis 2,5 Mikrometer spricht man von der "Feinfraktion", bei einem Durchmesser kleiner als 0,1 Mikrometer von "ultrafeinen Partikeln". Aber es gibt noch winzigere Stäube: Wenn Teilchen kleiner als ein Millionstel Millimeter sind, ist die Rede von Nanopartikeln – denn ein Nanometer entspricht einem Millionstel Millimeter oder einem Milliardstel Meter.

Staub setzt sich aus organischem oder anorganischem Material zusammen. Zu den organischen Stoffen werden Bakterien, Pollen und Sporen gezählt, zu den anorganischen gehören Gesteins- und Mineralstäube. Zu dieser Unterteilung kommen weitere hinzu: Rührt der Staub durch Naturphänomene wie beispielsweise Vulkanismus, Bodenerosion oder Sandstürme her, spricht man von natürlichen Staubquellen. Stammt der Staub jedoch aus nicht natürlichen, sondern aus durch den Menschen verursachten Prozessen wie Verkehr, Landwirtschaft oder durch den Betrieb von Kraftwerken, dann handelt es sich um anthropogene Staubquellen. Experten schätzen, dass der natürliche Staub 80 bis 90 Prozent der weltweiten Staubproduktion ausmacht.

Positive und negative Auswirkungen

Staub kann sowohl positive als auch negative Auswirkungen auf Mensch und Umwelt haben. Zum einen beruht beispielsweise die rötliche Färbung des Abendhimmels auf dem Vorkommen von Staubpartikeln in der Atmosphäre: Sie sind verantwortlich dafür, dass hauptsichtlich rote Lichtanteile bis zur Erde vordringen. Auch sind sich Wissenschaftler darin einig, dass Staub über Tausende von Kilometern über die Erde geweht wird und auf anderen Kontinenten für die notwendige Düngung durch mit ihm transportierte Mineralien sorgt.

Zum anderen jedoch geht von Staubpartikeln auch eine Gefahr aus: In trockenen Regionen kann Staub verstärkt zur Wüstenbildung beitragen. Vulkanasche wiederum, deren kleinere Partikel auch als Vulkanstaub bezeichnet werden, gilt als Gefahr, da sie Triebwerke und Sensoren von Flugzeugen beeinträchtigen kann. 2010 führte der Ausbruch des isländischen Vulkans Eyjafjalla dazu, dass wochenlang der europäische Luftverkehr zum Erliegen kam. Besonders gefährlich jedoch ist der radioaktive Staub, der bei den Atomreaktorkatastrophen in Tschernobyl im Jahr 1986 und 25 Jahre später in Fukushima über Tausende von Kilometern durch die Luft wirbelte: Er kann zu schweren Erkrankungen wie Krebs oder gar zum Tod führen.

Gefahr für die Lunge

Aber auch ohne spektakuläre Ereignisse wie Vulkanausbrüche oder Atomunfälle kann Staub Gesundheitsgefährdungen verursachen: Allergien – beispielsweise gegen die Hausstaubmilbe– werden durch das Einatmen der Allergene, die über die feinen Partikel transportiert werden, ausgelöst. Stäube können auch schwerwiegende Lungenerkrankungen hervorrufen: Das Inhalieren von quarzhaltigem Staub, der beispielsweise im Bergbau vorkommt, kann Silikose hervorrufen. Die eingeatmeten Partikel setzen sich in den Lungenbläschen ab, das Gewebe wird zerstört und damit die Funktion des lebenswichtigen Organs beeinträchtigt.

Die Krankheit Asbestose wiederum wird durch das Einatmen von Asbeststäuben hervorgerufen. Sie weist ähnliche Symptome wie die Silikose auf und kann zu einer Krebserkrankung der Lunge führen. Asbest wurde noch bis 1993 in Form winziger Mineralfasern in feuerfesten Baustoffen verwendet, seither ist Asbest in Deutschland verboten, 2005 folgte ein EU-weites Verbot.

In den vergangenen Jahren ist der Feinstaub in den Fokus der Öffentlichkeit gerückt: Da die feinen Partikel ungehindert bis in die Lungenbläschen vordringen und dort schlimmstenfalls Krebs verursachen können, wurden in der Europäischen Union ab 2005 strenge Grenzwerte eingeführt. Sie sollen die Mitgliedsstaaten dazu zwingen, die Feinstaubbelastung beispielsweise durch Fahrzeugmotoren zu reduzieren.

Systematische Erforschung

Staub ist für das menschliche Auge meist kaum sichtbar. Mit der Erfindung des Mikroskops rückten die feinen Partikel im 17. und 18. Jahrhundert in den Fokus der Wissenschaftler. Der Philosoph Gottfried Wilhelm Leibniz beispielsweise schrieb hocherfreut: "Eine jedwede Portion der Materie kann als ein Garten voller Pflanzen und Bäume und als ein Teich voller Fische concipieret werden." Die systematische Erforschung des Staubes mit dem Mikroskop begann jedoch erst im 19. Jahrhundert, als der Mikroskop-Experte Christian Gottfried Ehrenberg Staubproben aus aller Welt analysierte. Damals entdeckte er im luftgetragenen Staub "einen fliegenden Zoo von Lebewesen, Keimen und Pollen", wie es der deutsche Wissenschaftler Dr. Jens Soentgen im Jahr 2005 formulierte.

Erklärung der Vergangenheit

Der britische Physiker John Tyndall bemerkte ebenfalls im 19. Jahrhundert, dass Staub auch Krankheiten hervorrufen kann. Daraufhin erfand er Filtergeräte, die in Kliniken eingesetzt wurden. Schließlich kam in den 1980er Jahren das von Heinrich Rohrer und Gerd Binnig konstruierte Rastertunnelmikroskop zum Einsatz, das sogar die Oberfläche von Nanopartikeln visuell darstellt. Diese Erfindung gilt als Voraussetzung dafür, dass winzige Teilchen durch neue Verfahren in den Nanotechnologien sogar verändert werden können.

Andere technologische Möglichkeiten wiederum liefern Erklärungen für die Vergangenheit: Sternenstaub führt Planetologen auf die Spur der Entstehung des Weltalls, Kriminalisten entschlüsseln aufgrund kleinster Stäube das Geschehen am Tatort und Pollenexperten können längst vergangene Landschaften durch fossile Partikel rekonstruieren.