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Partikel von Benzinmotoren
Christian Bach, Empa
Fahrzeuge mit direkteinspritzenden Benzinmotoren weisen Vorteile bei der Motorleistung
und dem Ansprechverhalten auf, können aber unter gewissen Betriebsbedingungen auch
hohe Partikelemissionen ausstossen. Dies deshalb, weil die homogene Verbrennung des
vorgemischten Treibstoffs bei Saugrohreinspritzung in Motoren mit Direkteinspritzung teilweise
durch eine dieselähnliche, heterogene Verbrennung ersetzt wird, die eine grössere
Neigung zur Russbildung aufweist. Weltweit sind mittlerweile viele Millionen solcher Fahrzeuge
im Betrieb. Deren Emissionsverhalten ist daher sehr relevant und wird auch breit untersucht.
Bisher beschränkten sich solche Studien im Bereich der Partikelemissionen oftmals
auf die Untersuchung der Anzahl Partikel, deren Grössenverteilung, molekulare Struktur,
Masse und/ oder Zusammensetzung, was aber nicht dem gesamten gesundheitlichen Risikopotential
dieser Technologie entspricht.
An der Empa wurde nun aber auch das genotoxische Potential von Euro-3 bis Euro-6b Fahrzeugen
mit Direkteinspritzung untersucht.
In Zusammenarbeit mit den Fachhochschulen Bern und Nordwest-Schweiz sowie dem PSI
wurde in aufwändigen chemischen Untersuchungen Stoffe charakterisiert, die den Russpartikeln
anhaften; wobei auch krebserregenden Substanzen nachgewiesen wurden. Insgesamt
zeigte sich, dass die krebserregende Wirkung dieser Abgase ähnlich hoch sein kann, wie
jene von Dieselmotoren ohne Partikelfilter.
Die Untersuchungen zeigten auch, dass neuere Fahrzeuge mit weiterentwickelten Direkteinspritzverfahren zu geringeren Mengen an krebserregenden Emissionen führen. Schlussendlich
– und das wurde auch vom Gesetzgeber erkannt – ist die Ausrüstung von Benzinfahrzeugen
mit Partikelfilter ein Gebot der Stunde. Seit Herbst 2017 müssen deshalb neue
Fahrzeuge mit direkteinspritzenden Benzinmotoren den gleichen Partikelgrenzwert einhalten
wie Dieselfahrzeuge, was in vielen Fällen deren Ausrüstung mit einem Partikelfilter bedeutet.
Mit Partikelfiltern werden nicht nur die Partikel aus dem Abgas gefiltert sondern auch die
ihnen anhaftenden, teilweise krebserregenden Substanzen grösstenteils eliminiert.
Weitere Informationen:
Muñoz M., et al; Co-formation and co-release of genotoxic PAHs, alkyl-PAHs and soot nanoparticles from gasoline
direct injection vehicles; Atmospheric Environment (2018)
24.01.19; SSM-Information Nr. 17