Feinstaubanalyse/Modul Einführung in die Feinstaubproblematik

Beschreibung des Moduls

Trotz der öffentlichen Wahrnehmung des Themas Feinstaub und den erzielten Fortschritten bezüglich moderneren Filteranlagen, gesetzter Grenzwerte und vielen weiteren Maßnahmen ist die Feinstaubbelastung – vor allem in Ballungsgebieten – immer noch als gesundheitsschädlich einzustufen. Es ist daher umso wichtiger, das Thema im Unterricht näher zu betrachten und einen relevanten und alltagsnahen Zugang zu schaffen, um die SchülerInnen für das Thema zu sensibilisieren.

Im Modul wird zunächst in die Thematik des Feinstaubs eingeführt. Es folgt eine Begriffsdefinition, die Zusammensetzung und Verursacher von Feinstaub sowie gesundheitliche Folgen. Im Folgenden werden verschiedene Unterrichtsstunden für das Thema Feinstaub aufgeführt. Die entsprechenden Arbeitsblätter sind am Ende des Unterkapitels zu finden (in Arbeit Stand Juli 2021). Die einzelnen Stunden können in nahezu beliebiger Reihenfolge bearbeitet bzw. ausgelassen werden. Begonnen wird lediglich mit einer Einführung in den Begriff des Feinstaubs.

Eine kurze Übersicht über die fachlichten Inhalte finden Sie auf der Hauptseite: Feinstaubanalyse

Einstieg (generell)

Die meisten SchülerInnen werden das Thema Feinstaub bereits in verschiedenen Kontexten gehört haben. Sei es durch Dieselfahrverbote, Feuerwerksverbote oder auch durch Feinstaubbelastungen durch Heizungsanlagen. Es bietet sich daher an, zunächst eine Mindmap im Klassenverband zu erstellen, um sich ein Überblick über den Kenntnis- und Interessensstand der Lernenden zu informieren. Als mögliches Beispiel könnte folgende Mindmap entstehen. Unter Umständen können nicht erwähnte Knoten zur Diskussion in den Klassenverband gestellt werden:

Es ist außerdem ersichtlich, dass die Mindmap auch schnell zu einer Conceptmap erweitert werden kann, um Zusammenhänge und Abhängigkeiten darzustellen.

Weitere Einstiege in die Thematik bilden z.B. die Themen Dieselfahrverbote oder generell Straßenverkehr, Feuerwerke oder im Allgemeinen Verbrennungsreaktionen, bei denen Feinstaub freigesetzt wird.

Folgende Medienberichte dienen als Anhaltspunkte:

-       Straßenverkehr: https://www.sueddeutsche.de/auto/feinstaub-verkehr-bremsen-reifen-1.4427241 (06.05.2019)

-       Silvesterfeuerwerk: https://www.umweltbundesamt.de/themen/luft/luftschadstoffe/feinstaub/feinstaub-durch-silvesterfeuerwerk (27.11.2020)

-       Allgemein/Verbrennungsreaktionen: https://www.ndr.de/ratgeber/gesundheit/Feinstaub-Gefahr-fuer-Lunge-Herz-und-Gefaesse,feinstaub134.html (19.11.2018)

https://www.umweltbundesamt.de/themen/gesundheit/umwelteinfluesse-auf-den-menschen/besondere-belastungssituationen/emissionen-aus-kleinfeuerungsanlagen-in#der-geruch-nach-winter-kann-gesundheitsschadlich-sein (16.12.2019)

Die oben aufgeführten Artikel bietet neben der generellen Motivation, dem Problem des Feinstaubs auf den Grund zu gehen, auch bereits erste Informationen rund um die Thematik. So werden Ursachen und Auswirkungen von hohen Feinstaubbelastungen näher erläutert oder bereits Lösungsvorschläge geliefert.Weitere Zugänge sind außerdem: Ein historischer Rückblick in die industrielle Nachkriegszeit oder sog. Holi-Festivals.

Einstieg (historische Betrachtung):

Einstieg (Holi-Festival):

https://pixabay.com/de/photos/feier-holi-gl%c3%bccklich-sommer-4926252/

https://www.umweltbundesamt.de/sites/default/files/styles/300w300h/public/medien/378/bilder/mikroskop_holi_brillianto_sky_blue_radius_schrift_mehr_pixel.png?itok=Htp8-A3V&c=68f3d25da15800a4070309d527c42c3e

Weitere Infos: https://www.umweltbundesamt.de/themen/gesundheit/umwelteinfluesse-auf-den-menschen/holi-festivals-color-runs

Der Begriff Feinstaub

Für die Begriffsklärung bietet sich am besten eine Internetrecherche an. Hier finden sich aktuelle Informationen des Bundes und von z.B. Umweltorganisationen, die in einer verständlichen Weise aufbereitet sind. Möchte man den SchülerInnen direkt passende Quellen zur Verfügung stellen, so bieten sich die Seiten des Umweltbundesamtes oder des BUND e.V an.

Umweltbundesamt:

https://www.umweltbundesamt.de/themen/luft/luftschadstoffe-im-ueberblick/feinstaub

BUND e.V.:

https://www.bund.net/themen/mobilitaet/schadstoffe/feinstaub/

Hierbei werden auch schon Verursacher oder gesundheitliche Risiken aufgezeigt – Themen, die in den weiteren Stunden vertieft werden. Es kann daher immer wieder auf die oben genannten Quellen zurückgegriffen werden.

Passende Arbeitsaufträge

• Recherchiere den Begriff "Feinstaub". Formuliere eine Definition des Begriffs in 3 bis 4 Sätzen.
• Im Zusammenhang mit dem Begriff Feinstaub werden oft die Angaben PM10 und PM2.5 genannt. Erkläre diese Angaben.

Hauptkomponenten und Verursacher von Feinstaub

Um unter anderem Lösungsansätze für die Feinstaubthematik zu entwickeln, müssen zunächst Komponenten und Verursacher für Feinstaub identifiziert werden. Dazu kann folgende Abbildung verwendet werden:

Passende Arbeitsaufträge Teil 1

• Nenne die Hauptkomponenten des Feinstaubs mithilfe der Abbildung.
• Erkläre, welche Verursacher zur Komponente des elementaren Kohelenstoffs beitragen können.

Nach diesen beiden Arbeitsaufträgen kann mit der nächsten Abbildung fortgefahren werden:

Daten nach Statista 2019

Interessant ist, dass nicht nur Kraftfahrzeugabgase einen Anteil an der durch Kraftfahrzeuge hervorgerufenen Emissionen haben, sondern vor allem auch Bremsen- und Reifenabrieb sowie Luftaufwirbelungen bedingt durch Straßenverkehr einen hohen Beitrag zur Feinstaubbelastung leisten.

Der zweite Teil der Stunde beschäftit sich intensiver mit der Feinstaubbelastung durch Verkehr. Als Beispiel für einen Feinstaub-Hauptverursacher kann der Verkehr gewählt werden. Dieser bietet sich an, da die Schülerinnen und Schüler bereits in ihrem Alltag mit der Problematik von Abgasen und auch mit Schutzmaßnahmen wie Fahrverboten, Umweltplaketten und ähnlichem in Kontakt gekommen sind und demnach über Vorwissen (auch aus anderen Fächern wie Erdkunde) verfügen.

Als kiritsche Betrachtung des Themas Verkehr kann ein Zitat von Kurt Sigl verwendet werden:

„Vor allem in den verkehrsbelasteten Metropolen unseres Landes kann das Elektro[auto] wesentlich zur Feinstaub- und Lärmreduktion sowie zur langfristigen Mobilitätserhaltung beitragen.“ - Kurt Sigl (Präsident des Bundesverband eMobilität BEM)

Passende Arbeitsaufträge Teil 2

• Nimm Stellung zu Kurt Sigls Zitat.
• Beurteile die Aussage von Kurt Sigl in Bezug zur gänzlichen Umstellung des Verkerhs auf Elektromobilität. Entfällt damit der verursachte Feinstaub duch den Verkehr?

Da nicht nur Kraftfahrzeugabgase einen Anteil an der durch Kraftfahrzeuge hervorgerufenen Emissionen haben, sondern vor allem auch Bremsen- und Reifenabrieb sowie Luftaufwirbelungen bedingt durch Straßenverkehr einen hohen Beitrag zur Feinstaubbelastung leisten, kann nicht gefolgert werden, dass der Umstieg auf Elektromobilität das Feinstaubproblem im Straßenverkehr lösen. Selbst wenn jegliche Mobilität im Straßenverkehr auf Elektromobilität umgestellt werden würde, wäre immer noch eine deutliche Feinstaubbelastung – vor allem an viel befahrenen Straßen – messbar. Dennoch können Elektroautos helfen, die Feinstaubbelastung zu verringern.

Gesundheitliche Auswirkungen von Feinstaub

Die gesundheitliche Auswirkungen von Feinstaub stellen eine zentrale Problematik der Thematik dar, die die Schüler*innen in ihrer Lebenswelt unmittelbar betrifft und die das Thema auch mit unter erst bedeutend macht.

Informationen können die Scdhüler*innen anhand der bereits genannten Links selbst recherchieren. Die Informationen sind dort prägnant zusammengefasst:

Umweltbundesamt:

https://www.umweltbundesamt.de/themen/luft/luftschadstoffe-im-ueberblick/feinstaub

BUND e.V.:

https://www.bund.net/themen/mobilitaet/schadstoffe/feinstaub/

Je kleiner Feinstaub-Partikel sind, desto tiefer dringen sie in den Körper ein und desto gesundheitsschädlicher sind sie. Damit wird ein biologischer Fächerschwerpunkt gewählt. Hierbei kann der Aufbau und die Funktion der Lunge wiederholt oder auch vertieft werden. Es gibt folgende Größen von Feinstaubpartikeln: Größer als 10 μm, kleiner als 10 μm, kleiner 2,5 μm und kleiner als 1 μm.

Nachfolgende Abbildung verdeutlicht den Sachverhalt. Die Abbildung kann wahlweise beschriftet werden.

Als Vertiefung bietet sich an, die Auswirkungen auf einer tieferen Ebene, auf Ebene der Lungenbläschen, erklären zu lassen. Hierbei kann wahlweise auch mit Modellen gearbeitet werden.

Passende Arbeitsaufträge Teil 3:

• Beschrifte die Abbildung des menschlichen respiratorischen Systems.
• Kennzeichne die Eindringungstiefe der Feinstaubpartikel.
• Erläutere die schädliche Wirkung von sehr kleinen Feinstaubpartikel auf die Lungenbläschen mithilfe nachfolgender Abbildung.