Die Menschen in Südkorea atmen im Jahr etwa zwei Wochen lang vier Luftschadstoffe auf einmal ein. Die Tage, an denen Feinstaub (PM10) und Feinstaub (PM2.5), Stickstoffdioxid und Ozon am selben Tag gleichzeitig die Grenzwerte überschritten, wurden mit 15 Tagen pro Jahr beziffert. Das ist das Ergebnis, das das KI-Schadstoffkartenmodell "DeepMap" der Arbeitsgruppe von Professor Jungho Im vom Fachbereich für Erd-, Umwelt-, Stadt- und Bauingenieurwesen der UNIST bei einer Auswertung für ganz Ostasien geliefert hat. Der Analysezeitraum reicht von 2021 bis 2023.
DeepMap schätzt die bodennahen Konzentrationen von sechs Schadstoffen stundenweise und gleichzeitig. Erfasst werden PM10, PM2.5, Stickstoffdioxid, Ozon, Kohlenmonoxid und Schwefeldioxid. Zu den Messwerten des geostationären Umweltsatelliten kommen ein Chemie-Transport-Modell der Atmosphäre, Wetterdaten aus numerischen Modellen und Bodenmessdaten hinzu, daraus werden die Konzentrationen in einem 10-km-Raster berechnet. Angewandt wurde ein Multitasking-Design, das die Wechselbeziehungen zwischen den Schadstoffen mitlernt.
Warum dieses Design wichtig ist, zeigt sich bei den Gesundheitsfolgen. Dass die gleichzeitige Belastung durch mehrere Stoffe dem Körper mehr schadet als das Einatmen nur eines Stoffes, ist bekannt, doch ein Großteil der bisherigen Studien hat die Stoffe einzeln und getrennt berechnet. An wie vielen Tagen mehrere Stoffe zusammen erhöht waren und wo das geschieht, war dabei nicht zu sehen. DeepMap zeichnet diese Überlagerung auf der Karte nach.
Nach Regionen betrachtet war die Nordchinesische Ebene mit 24 Tagen im Jahr am häufigsten betroffen, es folgte Ostchina mit 19 Tagen im Jahr. Südkoreas 15 Tage kommen danach. Die Tage, an denen die vier Stoffe gleichzeitig die Grenzwerte überschreiten, häuften sich im März und April sowie im Oktober. Das heißt, das Risiko konzentriert sich am Übergang der Jahreszeiten.
Auch die Lage in Seoul in diesem Frühjahr passt zu diesem Zeitraum. Vom 1. bis zum 29. März lag der Feinstaub PM2.5 in Seoul an 13 Tagen auf der Stufe "schlecht". Das sind die Tage, an denen der koreanische Grenzwert von 35 Mikrogramm pro Kubikmeter überschritten wurde. Am 17. März zog hoch konzentrierter Feinstaub PM2.5 in die mittleren Landesteile, für die Hauptstadtregion und Chungcheongnam-do wurden die ersten Notfallmaßnahmen zur Emissionsminderung in diesem Frühjahr angeordnet.
Über die Ursache jenes Tages gingen die Erklärungen auseinander. Das Nationale Institut für Umweltforschung (국립환경과학원) verwies unter Berufung auf eine Mitteilung des chinesischen Wetteramts auf den Einfluss von Waldbränden im Ausland. Als Professor Sujong Jeong von der Graduate School of Environmental Studies der Seoul National University die NASA-Satellitenbilder desselben Tages auswertete, waren die Feuerpunkte im Nordosten Chinas Feldbrände, bei denen landwirtschaftliche Reststoffe verbrannt wurden. Bei Feuern im Gebirge und Feuern auf Feldern sind die Gegenmaßnahmen völlig unterschiedlich.
Feldbrände folgen den Jahreszeiten. Chinesische Forscher haben die 20 Jahre von 2004 bis 2023 untersucht, dabei entfielen mehr als 80 Prozent der Biomasseverbrennung im Nordosten Chinas auf das Frühjahr in den Monaten März-April und den Herbst in den Monaten Oktober-November. Die Zahl der Feuerpunkte nahm pro Jahr im Schnitt um 759 zu, die Feuerstärke pro Jahr im Schnitt um 12.000 Megawatt. Das fällt zeitlich genau mit dem März, April und Oktober zusammen, in denen sich die Tage mit gleichzeitiger Überschreitung durch vier Stoffe häufen.
Hier wird die Lücke im Regelwerk sichtbar. Das heutige Luftqualitätsmanagement setzt für jeden Stoff eigene Grenzwerte und gibt getrennte Warnungen aus. Liegt allein der Feinstaub PM2.5 knapp unter dem Grenzwert, wird der Tag statistisch als ruhiger Tag verbucht, doch wenn Stickstoffdioxid und Ozon zugleich hoch waren, ist die Belastung der Lunge keineswegs ruhig. Deshalb muss ein Indikator, der die Tage mit dem gleichzeitigen Einatmen mehrerer Stoffe zählt, in die Vorhersage und in die Auslösekriterien für Minderungsmaßnahmen aufgenommen werden.
Die Studie erschien in der Fachzeitschrift "Environmental Science & Technology" in der Ausgabe vom 20. März. Auch die Europäische Union überarbeitet ihr Regelwerk in Richtung strengerer Luftqualitätsgrenzwerte, daher dürfte die Debatte über eine Neuordnung der koreanischen Grenzwerte noch in diesem Jahr wieder aufflammen. Ob die zuständigen Behörden das Konzept der Mehrfachbelastung in die Grenzwerte aufnehmen, ist nicht entschieden. Bei einem Thema, bei dem Jahreszeit und Ursache so deutlich zutage treten, werden die Gründe für einen Aufschub der Debatte schwächer.
Auch der Einzelne kann etwas tun. Im Frühjahr und im Herbst, besonders im März, April und Oktober, ist es ratsam, neben der Konzentration von Feinstaub PM2.5 auch die Werte für Stickstoffdioxid und Ozon zu prüfen und die Zeiten für Sport im Freien anzupassen. Ozon steigt um die Mittagszeit, Stickstoffdioxid an Straßenrändern zur Pendlerzeit. Schon zu wissen, wann und wo man ausweichen sollte, verringert die Zahl der Tage, an denen man mehrere Stoffe zugleich einatmet.
