Biotechnologie
Luftqualität in Delhi verkürzt das Leben um über 10 Jahre – Können Bio‑Enzyme helfen?
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Delhi ist derzeit die drittverschmutzteste Großstadt, laut IQAir. Die Hauptstadt Indiens bleibt weiterhin unter den Städten mit der schlechtesten Luftqualität.
Laut einem Bericht des Centre for Research on Energy and Clean Air zur Bewertung und zum Fortschritt des National Clean Air Programme (NCAP) überschritten die PM2,5‑Werte Delhis im Jahr 2023 an 57 % der gemessenen Tage die nationalen Grenzwerte (NAAQS) und an 100 % der Tage die WHO‑Standards.
Im Jahr 2023 verzeichnete Delhi einen durchschnittlichen PM2,5‑Wert von 102 µg pro Kubikmeter.
PM2,5 sind sehr kleine Partikel mit einem Durchmesser von 2,5 µm oder kleiner, die meist in Rauch vorkommen. Sie gehören zu den häufigsten Luftschadstoffen. PM10 hingegen sind Partikel mit einem Durchmesser von höchstens 10 µm. Die Konzentration dieser Schadstoffe gibt an, wie viel von der Substanz in der Luft vorhanden ist und wird in Mikrogramm pro Kubikmeter (µg/m³) gemessen.
All diese Partikel sind klein genug, um tief in die Lungen eingeatmet zu werden, und können nach dem Einatmen ernsthafte gesundheitliche Folgen haben.
Die Hauptstadt verzeichnete eine marginale Verbesserung von 5,9 % gegenüber den Werten von 2019, jedoch einen Anstieg von 2,5 % des PM2,5‑Werts gegenüber 2022. Damit liegt Delhi weiterhin deutlich hinter den Zielen zurück, den PM10‑ und PM2,5‑Ausstoß im Rahmen des National Clean Air Programme zu reduzieren.
Das Programm zielt darauf ab, die durchschnittlichen Feinstaubkonzentrationen in den nächsten drei Jahren in 131 Städten zu senken. Ursprünglich, als das Programm 2019 gestartet wurde, sollte die Luftverschmutzung bis 2024 um 20 % bis 40 % reduziert werden, später wurde das Ziel auf 2026 verschoben.
Steigende Luftverschmutzung richtet Verwüstung an
Die Luftverschmutzungswerte in den meisten indischen Städten übersteigen die nationalen Standards und internationalen Richtlinien, wie der aktuelle Bericht von Respirer Living Sciences und Climate Trends zeigt, der die fünfjährige Leistung des NCAP analysierte.
Die fünfjährige Analyse ergab, dass vollständige Daten nur für 49 Städte verfügbar waren, von denen 27 Städte im Zeitraum Verbesserungen der PM2,5‑Werte verzeichneten. Die Analyse stellte zudem fest, dass die überwiegende Mehrheit, 18 der 20 am stärksten verschmutzten Städte des Programms, im Indo‑Gangetischen Tiefland liegt.
Laut dem State of Global Air haben die derzeitigen Luftverschmutzungswerte die weltweite Lebenserwartung im Durchschnitt um fast zwei Jahre verkürzt. Es wurde weiter festgestellt, dass die durch Luftverschmutzung bedingte Verkürzung der Lebenserwartung etwa dem gleichen Ausmaß wie beim Tabakkonsum entspricht. Der Einfluss der Luftverschmutzung auf die Lebenserwartung ist in weniger entwickelten Regionen am größten, insbesondere in Ozeanien, Südasien und Subsahara‑Afrika.
Ein im August veröffentlichter Bericht des Energy Policy Institute an der University of Chicago (EPIC) schätzt, dass PM2,5‑Luftverschmutzung das Leben in Indien um 5,3 Jahre verkürzt. In Delhi, das als die am stärksten verschmutzte Stadt des Landes gilt, wird die Lebenserwartung um fast 12 Jahre verkürzt.
Die schlechte Luftqualität ist auf die Ausweitung der verschmutzenden Industrien und kohlebasierten Kraftwerke in der Hauptstadt zurückzuführen. Sunil Dahiya, Analyst bei CREA, bemerkte in einem Interview, dass der Großteil der für die Verbesserung der Luftqualität bereitgestellten Mittel „nur für Staubminderung und falsche Lösungen wie Smog‑Türme ausgegeben wird.“
Jetzt versucht die Regierung von Delhi einen anderen Ansatz: den Einsatz von Bio‑Enzymen, um das Problem der Luftverschmutzung zu bekämpfen.
Betrachtung von Bio‑Enzymen als Lösung
Um das Problem der Luftverschmutzung anzugehen, werden biologische Methoden wegen ihrer höheren Effizienz, Biokompatibilität und ihrer Umweltfreundlichkeit in Betracht gezogen. Unter diesen Bioremediations‑Methoden spielen Enzyme eine entscheidende Rolle bei der Beseitigung verschiedener organischer und anorganischer Schadstoffe. Es ist zudem möglich, die Enzyme zu modifizieren, um ihre Effizienz und Stabilität unter speziellen Bedingungen zu erhöhen.
Bio‑Enzyme, oder biologische Enzyme, sind organische Moleküle, die von Mikroorganismen wie Bakterien, Hefe, Pilzen und Algen produziert werden. Diese organischen Lösungen entstehen durch Fermentation von organischen Abfällen wie Blumen, Pflanzen, Gemüseschalen und Früchten, die dann mit Zucker, Melasse und Wasser gemischt werden. Die Lösung wird anschließend für einen Zeitraum von 60–100 Tagen fermentiert, ein Vorgang, der durch den Einsatz von Hefe beschleunigt werden kann.
Bio‑Enzyme werden grundsätzlich eingesetzt, um organisches Material in kleine Stücke zu zerlegen. Wenn diese Enzyme mit einer organischen Verbindung reagieren, binden sie sich an das Molekül und beginnen, es zu zersetzen. Während sie Moleküle in die Lösung freisetzen, die miteinander interagieren, entstehen neue chemische Bindungen, die den Abbau des organischen Materials weiter beschleunigen.
Eine Möglichkeit, Enzyme zu verstehen, ist der menschliche Verdauungsprozess. Enzyme werden von unserem Speichel, Darm, Leber, Bauchspeicheldrüse und Gallenblase freigesetzt. Unterschiedliche Enzymtypen in unserem Körper zerlegen die Nahrung in kleine Moleküle und beschleunigen die chemischen Reaktionen, die es ermöglichen, dass Nährstoffe aus der Nahrung in Substanzen umgewandelt werden, die leicht in unser Blut aufgenommen und dann im ganzen Körper verteilt werden können.
Delhi untersucht nun den Einsatz biologischer Enzyme, um die Luftverschmutzung zu reduzieren, etwas, das bereits in anderen Bundesstaaten Indiens ausprobiert wurde, jedoch nicht für denselben Zweck. Anfang 2023 kamen einige Landwirte in Punjab zusammen und nutzten mit Unterstützung der hiesigen Landwirtschaftsabteilung Bio‑Enzyme als Alternative zu chemischen Düngemitteln, da degradierter Boden und verschmutzte Luft und Wasser die lokale Umwelt beeinträchtigten.
Die Bio‑Enzyme wurden in diesem Fall durch Fermentation von übrig gebliebenen Früchten und Jaggery hergestellt. Die Ergebnisse des Einsatzes von Bio‑Enzymen auf den Feldfrüchten waren „erstaunlich“, wobei der Ertrag „viel besser“ ausfiel, sagte damals Vipesh Garg, der damalige Sachbearbeiter für landwirtschaftliche Entwicklung. Infolgedessen bemerkte Garg, der zudem Leitender Officer des Projekts Bioenzymes, Punjab, dass:
„In einigen Farmen haben die Bio‑Enzyme chemische Düngemittel vollständig ersetzt.“
Es gibt mehrere Gründe für den Einsatz von Bio‑Enzymen; zunächst sind sie sicherer als die derzeit verwendeten Chemikalien, da sie keine toxischen Rückstände hinterlassen. Sie vertreiben zudem Schädlinge und kleine Insekten, ohne Nebenwirkungen zu verursachen. Darüber hinaus können Bio‑Enzyme die Photosynthese in Pflanzen fördern und deren Blüte- und Fruchtbildung steigern.
Es wurde sogar festgestellt, dass sie die Anbaukosten für Landwirte senken. In Gebieten, in denen synthetische Düngemittel und Chemikalien die Qualität des Grundwassers verschmutzt haben, wirken Bio‑Enzyme als Wasserqualitätsverbesserer. Garg sagte:
„Wir müssen diese im Bundesstaat fördern, in dem Krankheiten wie Krebs, Anämie und Diabetes immer weiter ausbreiten. Bio‑Enzyme könnten eine Lösung für all diese Probleme sein.“
Angesichts der Vorteile von Bio‑Enzymen hat die Punjab Agricultural University (PAU) begonnen, sie zu erforschen, während das Central Institute of Post Harvest Engineering & Technology (CIPHET) ein Aufklärungscamp für Landwirte zum Thema Bio‑Enzyme organisiert hat.
Bio‑Enzyme haben neben dem Ersatz von Düngemitteln mehrere Anwendungsbereiche. Sie sind natürliche Reiniger und können als chemiefreie Reinigungsprodukte zum Schrubben von Fliesen, Wischen von Böden, Entstopfen von Abflüssen, Entfernen von Kalkablagerungen und sogar als Körperwaschmittel verwendet werden. Jetzt sehen wir in Delhi einen weiteren Einsatz von Bio‑Enzymen, doch die Frage bleibt, ob sie wirklich funktionieren und ob sie in großem Maßstab einsetzbar sind.
Wirken Bio‑Enzyme wirklich?
In Delhi wurde im Dezember ein Experiment mit Bio‑Enzymen in Rohini und Wazirpur durchgeführt. Das Pilotprojekt zeigte ermutigende Ergebnisse in Form einer Reduktion der Feinstaubverschmutzung um 30 % bis 55 %.
Der Einsatz biologischer Enzyme ist nicht völlig neu, da sie bereits zur Behandlung von Abwasser und zur Senkung der Kontamination an Deponien eingesetzt wurden. Laut Podilapu Mounica Kavya von R R Geocycle Private Limited, dem Unternehmen, das das Pilotprojekt verantwortete:
„Dies ist möglicherweise das erste Mal, dass diese Methode in Indien zur Bekämpfung der Luftverschmutzung eingesetzt wird.“
Während des Experiments wurden biologische Enzyme in einem Verhältnis von 1:5000 mit Wasser gemischt, um eine Lösung zu erzeugen, die dann in den ausgewählten Regionen mittels Anti‑Smog‑Kanonen, bereitgestellt von der Municipal Corporation of Delhi (MCD) und dem Public Works Department (PWD), versprüht wurde. Die Lösung wurde in drei achtstündigen Zyklen über einen Zeitraum von neun Tagen gesprüht; zwischen dem 16. und 24. Dezember.
Der von R R Geocycle Private Limited dem Delhi Pollution Control Committee (DPCC) vorgelegte Bericht zeigte einen durchschnittlichen Rückgang der PM10‑Werte um 32 % und der PM2,5‑Werte um 55 %. Die positiven Effekte hielten jedoch nicht lange an: Nach nur drei Stunden Stillstand des Einsatzes biologischer Enzyme sprangen die PM10‑Werte um 51 % und die PM2,5‑Werte um 62 % an, so der Bericht.
Bessere Ergebnisse wurden erzielt, als die Lösung sieben Stunden durchgängig versprüht wurde, wodurch die PM2,5‑ und PM10‑Werte um 60 % bis 65 % gesenkt wurden. Zusätzlich nahm die Konzentration der gasförmigen Luftschadstoffe Stickstoffdioxid (NO₂) und Schwefeldioxid (SO₂) deutlich ab. Gleichzeitig stiegen die Ozonwerte, wie der Bericht zeigt.
Was die Kosten betrifft, so stellte das Unternehmen fest, dass die Nutzung biologischer Enzyme etwa 2.000 Rs pro Liter (etwa 24 $) kostet und das Versprühen in der gesamten Stadt über 45 Tage hinweg Kosten von rund 40 Crore Rs (etwa 4,82 Millionen $) verursachen würde.
Der Einsatz biologischer Enzyme ist ein innovativer Ansatz zur Bekämpfung von Luftverschmutzung. Experten fordern daher, die Methode zu überprüfen und ihre Auswirkungen auf Ökologie und meteorologische Bedingungen zu untersuchen, um sicherzustellen, dass sie tatsächlich sicher für Menschen und Tiere ist. Die Tatsache, dass die Behörden endlich verschiedene Wege zur Bewältigung des gravierenden Luftverschmutzungsproblems prüfen, zeigt jedoch, dass Regierungen das Thema möglicherweise ernst nehmen und wir erfolgreiche Versuche zur Lösung des Problems sehen könnten.
„Nachhaltige Anstrengungen müssen fortgesetzt werden, um landesweit sauberere Luft zu erreichen“, sagte Aarti Khosla, Direktorin von Climate Trends, „und unterstreicht die Bedeutung robuster regulatorischer Rahmenbedingungen, die mit globalen Standards und gesundheitlichen Vorteilen für die Öffentlichkeit übereinstimmen.“
Fazit
Delhis schwere Luftverschmutzung, gekennzeichnet durch PM2,5‑Werte, die sowohl nationale als auch internationale Standards weit überschreiten, hat zu einer erheblichen Verringerung der Lebenserwartung geführt, wobei Schätzungen eine Reduktion von fast 12 Jahren angeben.
Trotz einiger Fortschritte im Rahmen des National Clean Air Programme bleibt die Stadt hinter den Zielen zur Reduzierung der Verschmutzung zurück. Angesichts dieser Herausforderungen prüft die Regierung von Delhi den Einsatz von Bio‑Enzymen, einer bioremediatorischen Methode, um die Luftverschmutzung zu bekämpfen.
Diese Enzyme, die durch Fermentation von organischen Abfällen hergestellt werden, haben in ersten Experimenten vielversprechende Ergebnisse gezeigt und die Feinstaubverschmutzung deutlich reduziert. Ihre langfristige Wirksamkeit und ihr Einfluss in größerem Maßstab müssen jedoch noch vollständig verstanden und bewertet werden.
Dieser innovative Ansatz, obwohl kostspielig, spiegelt ein wachsendes Bewusstsein für die Notwendigkeit vielfältiger und nachhaltiger Lösungen wider, um das drängende Problem der Luftverschmutzung und ihre gravierenden Folgen für die öffentliche Gesundheit anzugehen.
