Luftverschmutzung

Wir atmen sie jeden Tag. Sie ist die Grundlage unseres Lebens und unserer Gesundheit. Und obwohl wir die Luft, die wir atmen, oft als selbstverständlich betrachten, ist ihre Qualität in vielen Teilen der Welt stark beeinträchtigt. Ob durch den Verkehr, die Industrie oder die Landwirtschaft – die Quellen der Luftverschmutzung sind ebenso vielfältig wie kompliziert ausfindig zu machen.

Was versteht man unter Luftverschmutzung?

Unter Luftverschmutzung versteht man das Ausstoßen von umweltschädlichen und / oder gesundheitsgefährdender Stoffe, die durch die menschlichen oder natürlichen Aktivitäten in die Luft gelangen. Durch die vielfältigen Schadstoffe wie beispielsweise Staub, Ruß, CO2 oder Aerosole ist die Luftverschmutzung eine der größten umweltbedingten Ursachen für Krankheiten oder vorzeitige Todesfälle. Während natürliche Quellen wie Vulkanausbrüche, Waldbrände und Pollen ebenfalls zur Luftverschmutzung beitragen können, sind es vor allem menschengemachte Emissionen, die das Problem in den letzten Jahrhunderten massiv verschärft haben.

Luftverschmutzung kann überall auftreten. Prädestiniert dafür sind aber urbane Gebiete und Gegenden mit viel Industrie.

Meistens sind städtische Regionen aufgrund der Verschmelzung von viel Verkehr, Industrien und dichter Besiedelung am stärksten von der Luftverschmutzung betroffen. Durch die enorme Gefahr, die durch die Luftverschmutzung sowohl für die Umwelt als auch für die menschliche Gesundheit entsteht, gehört sie zu den dringendsten Problemen unserer Zeit.

Wie hat sich Luftverschmutzung entwickelt?

Die Entwicklung der Luftverschmutzung hängt eng mit der Geschichte der Industrialisierung zusammen, die im 18. Jahrhundert begann. Mit dem Aufkommen von Kohle als primärem Energieträger in Fabriken und Haushalten stiegen die Schadstoffemissionen erheblich an. Besonders in dicht besiedelten Städten wie London und Manchester führte dies zu massiver Luftverschmutzung, die sich in dichten Smogwolken zeigte. Ein bekanntes Beispiel ist der „Great Smog“ von London im Jahr 1952, bei dem tausende Menschen aufgrund der extremen Luftverschmutzung starben.

Als der Verkehr und insbesondere die Automobilindustrie weltweit im 20. Jahrhundert expandierten, nahmen die Emissionen durch die Benzin- und Dieselmotoren weiter stetig zu. Vor allem die Schadstoffe Kohlenmonoxid, Stickoxide und Feinstaub trugen erheblich zu den Luftproblemen besonders in den Ballungsräumen bei.

Durch die steigende Nutzung von Energie aus fossilen Brennstoffen hat sich die Luftverschmutzung in den letzten Jahren nochmal verschärft. Besonders Länder wie China oder Indien, die jetzt stark in der Industrialisierungsphase sind, emittieren weiterhin große Mengen an, teils ungefilterten Schadstoffen in die Atmosphäre. So bleibt die Luftverschmutzung trotz einiger Fortschritte durch Umweltgesetze und technologische Innovationen ein großes und dringendes Problem, das weltweit Millionen von Menschen betrifft und die Gesundheit der Erde gefährdet.

Ursachen der Luftverschmutzung

Die Ursachen der Luftverschmutzung sind vielfältig und nicht selten kommt es vor, dass unfassbar viele Faktoren zusammenspielen und ein klarer Verursacher nicht ausfindig gemacht werden kann. Dies macht es beispielsweise in diesem Bereich häufig auch so schwer bzw. nahezu unmöglich, dem von der Europäischen Union beschlossenen Verursacherprinzip nachzukommen.

Dieses besagt, dass derjenige, welcher die jeweilige Umweltbelastung verursacht hat, die Kosten dafür auch angelastet bekommen soll.

Die Quellen für Luftverschmutzungen können sowohl menschlichen als auch natürlichen Ursprungs sein. Beide bringen aber weitreichende Folgen für die Umwelt, das Klima und die Gesundheit von Pflanzen, Tieren und Menschen mit sich.

Verkehr: Emissionen durch Autos, Flugzeuge und Schiffe

Unsere Mobilität ist eine feine Sache. Während sich der Aktionsradius der Menschen vor einigen hundert Jahren noch sehr eng um ihren Wohnort legt, haben wir heute die Freiheit, nahezu keine Raumwiderstände zu haben, die wir nicht dank eines Verkehrsmittels überwinden können.
Gleichwohl ist der Verkehr aber auch eine der Hauptquellen für die Luftverschmutzung, insbesondere im urbanen Raum, wo sich sehr viele Fahrzeuge (gleichzeitig) auf einer vergleichsweise kleinen Fläche bewegen und oftmals der Luftaustausch durch die Bebauung massiv eingeschränkt ist. Durch die Vielzahl der Schadstoffe, die Fahrzeuge mit Verbrennungsmotor ausstoßen, darunter Kohlenmonoxid (CO), Stickoxide (NOx), Feinstaub (PM10 und PM2.5) und flüchtige organische Verbindungen (VOC), die ebenfalls zur Bildung von bodennahem Ozon beitragen, können Atemwegserkrankungen sowie Herz-Kreislauf-Probleme verursacht werden.

Während Autos, Busse und Co auf den Straßen für schlechte Luft sorgen, emittieren Flugzeuge Stickoxide, Kohlenstoffdioxid (CO2) und Wasserdampf in hohen Luftschichten, was nicht nur zur Verschmutzung, sondern auch zur Verstärkung des Treibhauseffekts beiträgt. Schiffe verwenden oft Schweröl als Treibstoff. Dieses wird aus den Rückständen der Raffinerien hergestellt und weist oft eine vergleichsweise minderwertige Qualität auf. Dadurch sind sie bedeutende Quellen für Schwefeldioxid (SO2) und Feinstaub, insbesondere in Küstenregionen und Häfen.

Industrie: Schadstoffemissionen durch Produktion und Energieerzeugung

Neben dem Verkehr sind die weltweiten Industrien für einen großen Teil der globalen Treibhausgasemissionen und damit auch der Luftverschmutzung verantwortlich. Insbesondere in einigen Entwicklungs- und Schwellenländern, die über große Fabriken verfügen, welche aber wenig gut mit Filtern ausgestattet sind, gelangen zahlreiche Schadstoffe in die Luft.

Eine große Menge an Schadstoffen, darunter Schwefeldioxid, Stickoxide, flüchtige organische Verbindungen und Feinstaub emittieren zudem die Schwerindustrie, wie Stahl- und Zementproduktion, Chemieanlagen und Raffinerien.

Auch Kraftwerke, die fossile Brennstoffe wie Kohle, Erdöl und Erdgas zur Energieerzeugung nutzen, tragen zur Verschmutzung der Luft und der Umwelt bei. Als besonders problematisch sind hier die Kohlekraftwerke hervorzuheben, da sie neben CO2 auch große Mengen an Schwefeldioxid, Stickoxiden und Quecksilber freisetzen. Diese Schadstoffe haben nicht nur lokale Auswirkungen, sondern tragen auch zur Bildung von saurem Regen und globalen Klimaänderungen bei.

Landwirtschaft: Einsatz von Pestiziden und die Massentierhaltung

Die Landwirtschaft ist eine oft unterschätzte Quelle der Luftverschmutzung. Ein großer Teil der hier anfallenden Emissionen stammt aus der Viehzucht, bei der Methan (CH4) als Nebenprodukt der Verdauung von Wiederkäuern freigesetzt wird. Methan ist ungefähr 25-mal klimaschädlicher als CO2 und trägt somit massiv zur Erderwärmung bei.

Darüber hinaus führt der Einsatz von synthetischen Düngemitteln und Pestiziden zur Freisetzung von Ammoniak (NH3) in die Atmosphäre. Ammoniak reagiert mit anderen Luftschadstoffen und bildet feine Partikel, die schädlich für die Atemwege sind.

Private Haushalte

Auch wenn wir Bürger selbstverständlich bei Weitem nicht den Anteil an der Luftverschmutzung tragen wie die genannten Aspekte emittiere unsere Häuser insbesondere, wenn mit Holz, Kohle oder anderen fossilen Brennstoffen geheizt wird, trotzdem einige Mengen an Feinstaub, Kohlenmonoxid und flüchtigen organischen Verbindungen.

Natürliche Quellen

Obwohl menschliche Aktivitäten die Hauptursache der Luftverschmutzung sind, gibt es auch natürliche Quellen, die die Luftqualität beeinträchtigen können. So setzen beispielsweise Vulkanausbrüche große Mengen an Schwefeldioxid, Asche und anderen Partikeln frei, die zu massiven Luftverunreinigungen und Gesundheitsgefahren führen können. Auch Waldbrände verursachen schädliche Gase und Feinstaub. Kommt es in ariden Regionen zu Staubstürmen, gelangen riesige Mengen an Feinstaub in die Atmosphäre und werden teilweise mit dem Windsystem über Tausende von Kilometern mitgetragen. Wir in Deutschland kennen dieses Phänomen beispielsweise unter dem Sahara-Sand in der Luft und im Regen.

Auswirkungen der Luftverschmutzung

Luftverschmutzungen sind zentrale Probleme, sowohl auf lokaler, nationaler und globaler Ebene.

Gefährdet ist dadurch nicht nur die Gesundheit von uns Menschen, sondern auch von Tieren und Pflanzen und damit vom gesamten Ökosystem.

Gesundheitliche Folgen

Mittlerweile sind Millionen von Menschen weltweit den gesundheitsschädlichen Effekten von Schadstoffen wie Feinstaub (PM10 und PM2.5), Stickoxiden (NOx), Schwefeldioxid (SO2) und bodennahem Ozon (O3) ausgesetzt. Besonders betroffen sind dabei die Atemwege, denn die Schadstoffe können beim Einatmen tief in die Lunge eindringen und Atemwegserkrankungen wie Asthma, chronisch obstruktive Lungenerkrankung (COPD) und Lungenkrebs auslösen oder begünstigen. Besonders gefährdet sind Kinder, ältere Menschen und Personen mit bereits bestehenden Atemwegserkrankungen.

Des Weiteren können die Schadstoffe Entzündungen in den Blutgefäßen auslösen und damit zur Entstehung von Herzinfarkten, Schlaganfällen und anderen Herz-Kreislauf-Erkrankungen beitragen. Ferner gibt es zunehmend Hinweise darauf, dass unsaubere Luft auch das Immunsystem in Mitleidenschaft ziehen und neurodegenerative Erkrankungen fördern kann.

Umweltschäden

Verunreinigte Luft führt weltweit zu vielfältigen Umweltproblemen. Schwefeldioxid und Stickoxide reagieren in der Atmosphäre mit Wasser und bilden sauren Regen. Dieser hat ein hohes Schädigungspotenzial für Wälder, Seen oder Flüsse, da der pH-Wert des Bodens oder des Wassers gesenkt wird. Dadurch werden Pflanzen geschwächt, die Böden verlieren viele wichtige Nährstoffe und die aquatischen Ökosysteme können diverse Tier- und Pflanzenpopulationen nicht mehr aufrechterhalten, da diese im saureren Wasser nicht überleben.

Schadstoffe wie Ozon können die Photosyntheseleistung bei Pflanzen hemmen und somit ihr Wachstum beeinträchtigen.

Dies führt nicht nur zu geringeren Ernteerträgen in der Landwirtschaft, sondern auch zu einer Schwächung natürlicher Ökosysteme. Wälder und andere Vegetationsformen verlieren ihre Widerstandskraft gegen Schädlinge, Krankheiten und klimatische Veränderungen.

Klimawandel

Während Methan und CO2 weiterhin mit den größten Anteil an der Erderwärmung tragen, wirken sich auch die anderen Schadstoffe auf den Klimawandel aus. Feinstaubpartikel, die als Aerosole in die Atmosphäre gelangen, können je nach ihrer Zusammensetzung entweder kühlende oder wärmende Effekte haben. Während Sulfat-Aerosole Sonnenlicht reflektieren und eine kühlende Wirkung haben, tragen Rußpartikel zur Erwärmung bei, indem sie Wärme absorbieren.
Zudem ist Ruß in der Lage, bei Ablagerung auf Eis- und Schneeflächen deren Schmelzprozesse zu beschleunigen, da die dunklen Partikel die Sonnenstrahlung absorbieren und sich so aufwärmen.

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Autorin: Carina Pfeil