Quellen und Arten der Luftverschmutzung

Quellen der Luftverschmutzung

1. Natürliche Quellen

Vulkanische Eruptionen emittieren Schwefelverbindungen, Kohlenmonoxid und Partikel. Natürliche Waldbrände setzen CO2 und Asche frei. Zudem wird Sand durch Wind in stark erodierten Gebieten aufgewirbelt.

2. Anthropogene Quellen

Diese leiten sich aus menschlichen Aktivitäten ab. Sie können künstliche Schadstoffe freisetzen oder natürliche Prozesse fördern. Dazu gehören die Entwaldung, der Abbau von Mineralien und offene Steinbrüche, die in der Regel zu Erosion führen, wobei Partikel in die Atmosphäre freigesetzt werden. Auch Brandstiftung durch den Menschen setzt Gase und Asche frei.

• Beförderungsmittel: CO2, Kohlenwasserstoffe, Schwefeloxide, Metalle.
• Industrielle Prozesse: Eine wichtige Quelle für eine Vielzahl von Substanzen, da sie extrem viel emittieren: Schwefeloxide, Kohlenstoff, Stickstoff, Partikel, Rauch, Kohlenwasserstoffe sowie spezifischere Schadstoffe wie Ammoniakverbindungen, Halogenate und Säure-Aerosole.
• Hausbrand: Oxide von Schwefel, Stickstoff und Kohlenstoff-Partikel.

Schadstoffe und ihre Klassifizierung

Schadstoffe sind fremde Substanzen in der Zusammensetzung der Atmosphäre oder atmosphärische Gase, die in einem höheren Verhältnis als normal vorkommen. In bestimmten Konzentrationen führen sie zu Beschwerden oder Erkrankungen bei Lebewesen sowie zu Veränderungen im Ökosystem, an Gütern, Materialien und im Klima.

• Primäre Schadstoffe: Werden direkt in die Atmosphäre abgegeben und stammen aus einer leicht identifizierbaren Quelle.
• Sekundäre Schadstoffe: Entstehen durch Reaktionen der primären Schadstoffe untereinander oder mit anderen Substanzen in der Atmosphäre.

Verweilzeit: Der Zeitraum, in dem ein Schadstoff in der Atmosphäre verbleibt. Bei Partikeln hängt dies von der Größe ab, bei Gasen von deren Reaktionsfähigkeit.

Art der Schadstoffe

Partikel und Metalle

Partikel: Es handelt sich um kleine Materieportionen, allgemein als Aerosole bezeichnet. Sie bestehen aus Staub- und Rauchpartikeln und können aufgrund ihrer Größe lange in der Atmosphäre suspendiert bleiben.

Metalle: Chemische Elemente mit hoher Masse. Sie kommen in geringen Konzentrationen vor, gelten jedoch als gefährlich, da sie nicht abgebaut werden und in die Nahrungskette (Trophiestufen) übergehen.

Gasförmige Schadstoffe

• Schwefeloxide: Schwefel entsteht durch die Oxidation fossiler Brennstoffe. Die häufigsten Schadstoffe sind SO2 und SO3, verursacht durch industrielle Prozesse, thermische Zentralen und den Verkehr.
• Schwefelwasserstoff (H2S): Ein giftiges Gas mit unangenehmem Geruch. Quellen sind Restgasemissionen aus der Industrie und der Wasseraufbereitung. In Fabriken wandelt es sich leicht in SO2 um.
• Stickoxide: NO und NO2 sind besonders wichtig. Sie entstehen bei Verbrennungsprozessen unter hohen Temperaturen.
• Kohlenstoffoxide: Die wichtigsten sind CO und CO2. CO entsteht bei der unvollständigen Verbrennung organischer Stoffe, bei der Abfallverbrennung sowie in landwirtschaftlichen Krematorien. CO2 entsteht bei der Atmung von Lebewesen und ist für die Photosynthese erforderlich; es wirkt als Temperaturregulator. Dieser Effekt (Treibhauseffekt) wird durch zunehmende Abholzung und industrielle Aktivitäten verstärkt.
• Organische Verbindungen: Werden durch natürliche Prozesse erzeugt. Flüchtige organische Verbindungen (VOCs) entstehen durch die Verdampfung organischer Substanzen. Halogenierte Verbindungen sind wichtige Komponenten aus Chlor und Fluor, wie z. B. Freon (FCKW).

Photochemischer Smog

Er bildet sich, wenn Kohlenwasserstoffe und Stickoxide unter Einwirkung von Sonneneinstrahlung reagieren. Die Produkte, wie Ozon und PAN, treten vor allem in Großstädten mit hoher Sonneneinstrahlung auf.

Faktoren: Sonneneinstrahlung, Temperaturinversion, Relief, Verkehr.

Auswirkungen: Smog schadet Lebewesen und Städten (Reizung der Atemwege und der Augen, Müdigkeit, Metallkorrosion).

Maßnahmen zur Bekämpfung: Förderung des öffentlichen Verkehrs und Nutzung saubererer Kraftstoffe.

Saurer Regen

Hohe Verbrennungstemperaturen erzeugen Stickoxide. Beim Verbrennen fossiler Brennstoffe reagiert Schwefel zu Oxiden, die mit Feuchtigkeit H2SO4 (Schwefelsäure) und HNO3 (Salpetersäure) bilden. Wenn der Wasserdampf kondensiert und Wolken bildet, enthalten diese saure Wassertropfen. Diese Gase können durch den Wind weit transportiert werden. Wenn saurer Regen den Boden erreicht, hat er schädliche Auswirkungen auf Vegetation, Tiere und Materialien. Die Hauptursache sind thermische Kraftwerke, die schwefelhaltige Kohle verbrennen.

Maßnahmen: Verwendung sauberer Kohle.

Akustische Umweltverschmutzung

Der Verkehr ist die Hauptursache für die Lärmbelastung in Städten, neben dem Bauwesen. Laut der WHO ist Lärm ein übermäßiger Schall, der unerwünschte Effekte verursachen kann.

Lärmquellen: Transportmittel, Hochbau (Lärm durch Maschinen), Industrie, Freizeitaktivitäten (besonders nachts).

Auswirkungen: Physiologische Veränderungen wie die Abnahme oder der Verlust des Gehörs, abhängig von der Expositionsdauer und der Intensität.

Präventive Maßnahmen: Verlagerung störender Aktivitäten aus Wohngebieten oder akustische Isolierung.

Globale Auswirkungen: Der Treibhauseffekt

Dies ist ein Phänomen, das durch die Zurückhaltung von Wärme in der Atmosphäre verursacht wird, sodass ein Teil der von der Erde abgegebenen Wärme nicht mehr in den Weltraum entweichen kann (beteiligte Gase: CO2, CH4, O3).