Gas- und Propangasherde: Große Quelle für Stickstoffdioxid in US-Haushalten

Gas- und Propangasherde haben sich in US-Haushalten zu einer der größten Quellen für die Belastung mit Stickstoffdioxid entwickelt und liegen damit auf einem Niveau mit der Verschmutzung aus sämtlichen Außenquellen zusammen.

Dieses Ergebnis rückt das alltägliche Kochen in ein neues Licht: Für Millionen Menschen, die den Großteil ihres Lebens in Innenräumen verbringen, ist es ein wichtiger Faktor für die langfristige Belastung durch Luftschadstoffe.

Kochen als Schadstoffquelle in Innenräumen

In US-Wohnungen entsteht beim gewöhnlichen Kochen regelmäßig Stickstoffdioxid, das sich zusätzlich zu der Belastung ansammelt, die allein durch die Außenluft ins Haus gelangen würde.

Durch die Verknüpfung von Messungen in Innenräumen mit landesweiten Wohnungsdaten erfassten Forschende der Stanford University diese Belastung nach ZIP-Codes. Geleitet wurde die Untersuchung von Yannai Kashtan bei PSE Healthy Energy.

Die Ergebnisse zeigten: In Haushalten mit Gas- oder Propangasherden entfiel allein auf das Kochen etwa ein Viertel der gesamten Stickstoffdioxidbelastung im Wohnbereich. In Haushalten mit besonders intensiver Nutzung war der Anteil deutlich höher.

Die hohe Belastung in Küchen und Wohnräumen wirft eine grundsätzliche Frage auf: Wie verändern Schadstoffquellen in Innenräumen das Risiko, das bislang vor allem anhand der Außenluft bewertet wurde?

Eine Karte der Belastung

Indem sie die Belastung nach ZIP-Codes kartierten, machten die Forschenden aus einem haushaltsbezogenen Problem ein Muster, das sich zwischen Stadtvierteln und Regionen vergleichen lässt.

Dafür kombinierten sie Innenraumdaten aus mehr als 15 Städten in sieben Regionen mit Wohnungsdaten zu 133 Millionen Wohneinheiten.

Karten zur Außenluftverschmutzung aus Satellitendaten und Messstationen am Boden halfen dabei abzuschätzen, welche Mengen in Gebäude eindrangen. Umfragen erfassten zugleich, wie häufig Menschen kochten und Lüftungssysteme nutzten.

Kommunale Entscheidungsträger könnten die Ergebnisse nutzen, um Verbesserungen der Lüftung oder die Elektrifizierung gezielt zu fördern – insbesondere in einkommensschwächeren Gebieten, in denen mehrere Belastungen zusammenkommen.

Warum Gasherde schadstoffreich verbrennen

Beim Verbrennen von Gas auf einem Herd entsteht ein Strom von Gasen, die noch lange nach Ende des Kochens in Innenräumen verbleiben können.

Hohe NO2-Konzentrationen können die Lunge entzünden und Asthmaanfälle auslösen. Bundesgesundheitsbehörden dokumentieren diese Risiken seit Jahren.

„Dieses kleine Gerät hat im Vergleich zu größeren Emittenten wie Straßenverkehr und Kraftwerken eine weit überproportionale Wirkung“, sagte Kashtan.

Andere Quellen – etwa defekte Heizgeräte oder Rauchen in Innenräumen – können die NO2-Belastung zusätzlich erhöhen. Einige Haushalte könnten daher stärker belastet sein, als die Karten erkennen lassen.

Luft in Innenräumen wird selten gemessen

Messnetze für die Außenluft erleichtern den Vergleich zwischen Städten, erfassen jedoch nicht die Verschmutzung, die innerhalb einer Wohnung entsteht.

Satelliten und Bodenmessstationen verfolgen NO2 in der Außenluft landesweit, während Quellen in Innenräumen nur selten in einem vergleichbaren Umfang gemessen werden.

NO2 aus der Außenluft dringt je nach Wetter und Gebäudebau unterschiedlich stark in Wohnungen ein, weil diese Faktoren bestimmen, wie viel Frischluft im Inneren zirkuliert.

Gemeinden, die auf einer Außenluftkarte unbedenklich erscheinen, können dennoch einer hohen Belastung ausgesetzt sein, wenn Gasherde und unzureichende Lüftung zusammentreffen.

Die Lüftung bestimmt die Dosis

Die Lüftung während des Kochens beeinflusst, wie lange NO2 in der Luft verbleibt und wie weit es sich in den Räumen verteilt.

Da sich das Gas rasch in einer Wohnung vermischt, war die Zeit in der Küche weniger entscheidend als die verbrannte Brennstoffmenge und der Einsatz eines Ventilators.

Viele Dunstabzugshauben führen die Luft nur unzureichend ab oder werden ausgeschaltet, sodass sich Verbrennungsgase ansammeln, statt nach draußen geleitet zu werden.

Einfache Maßnahmen wie geöffnete Fenster oder eine nach außen führende Dunstabzugshaube können Spitzenwerte senken, beseitigen die Emissionen jedoch nicht.

Wer einem höheren Risiko ausgesetzt ist

Wohnungsgröße und örtliches Klima beeinflussen die Belastung. Derselbe Herd kann daher zu sehr unterschiedlichen Konzentrationen in Innenräumen führen.

Über alle ZIP-Codes hinweg lag die langfristige herdbezogene Belastung bei etwa 2 bis 4 ppb, also Teilen pro Milliarde – einer gebräuchlichen Einheit zur Messung von Spurenschadstoffen in der Luft.

Raumvolumen und Frischluftzufuhr erklärten einen Teil dieser Spanne. In dicht besiedelten Gebieten treffen kleinere Räume häufig auf höhere NO2-Werte in der nahegelegenen Außenluft.

Durchschnittswerte nach ZIP-Code können Extremwerte verdecken, besonders bei Mietern in beengten Wohnungen, deren tägliche Kochgewohnheiten zu stärkeren Spitzen führen.

Richtwerte und verdeckte Überschreitungen

Öffentliche Richtwerte sind wichtig, weil sie eine Gaskonzentration in etwas übersetzen, das eher einer Gesundheitswarnung für Gemeinden entspricht.

Die Weltgesundheitsorganisation legte für NO2 in Innen- und Außenluft einen langfristigen Richtwert von etwa 5.2 ppb fest.

Modellrechnungen zufolge würden etwa 22 Millionen Menschen unter diesen langfristigen Wert fallen, wenn sie das Kochen mit Gas oder Propan verringerten.

Die Schätzung beruht auf dem typischen Verhalten in der jeweiligen Region. Haushalte, die häufiger als der Durchschnitt kochen, könnten daher geringere Verbesserungen erleben.

Kurze Kochvorgänge, hohe Spitzenwerte

Bereits kurze Kochphasen können starke Spitzen verursachen, die relevant sind, auch wenn der Tagesdurchschnitt moderat wirkt.

Zwischen 2019 und 2022 registrierten bundesstaatliche Messstationen in weniger als einer von 100.000 stündlichen Messungen NO2-Werte über 100 ppb in der Außenluft.

In Wohnungen mit Gasherden überschritt der modellierte einstündige NO2-Mittelwert diesen Schwellenwert im Durchschnitt an 7-15 Tagen pro Jahr.

Diese Spitzen bedeuteten, dass Gas- und Propangasherde für mehr als 99 Prozent der Fälle verantwortlich waren, in denen Wohnungen den Ein-Stunden-Richtwert der Weltgesundheitsorganisation überschritten.

Was ein Wechsel bewirken könnte

Der Wechsel des Kochgeräts verändert die Belastung rasch, weil die wichtigste Quelle in Innenräumen verschwindet, sobald die Verbrennung endet.

Die durchschnittliche gesamte langfristige Belastung betrug bei Nutzern von Gasherden etwa 10 ppb, gegenüber rund 8 ppb bei Nutzern von Elektroherden.

Bei Haushalten im obersten Fünftel des beim Kochen verbrannten Gases stieg die geschätzte langfristige Belastung auf 18 ppb oder mehr.

Elektrifizierung und bessere Lüftung verursachen beide Kosten. Die größten Vorteile könnten deshalb von Unterstützung für Mieter und Haushalte mit knappen Budgets abhängen.

Wie es in Innenräumen weitergeht

Zusammengenommen zeigen die neuen Karten, dass das Kochen zu Hause bei der Stickstoffdioxidbelastung mit der Außenluftverschmutzung konkurrieren kann.

Künftige Untersuchungen, die die Innenraumluft direkt messen und weitere Geräte berücksichtigen, könnten die Schätzungen präzisieren und auf praktische Lösungen hinweisen.