umweltverschmutzung und smog

Download Umweltverschmutzung und Smog

Post on 27-Jan-2017

897 views

Category:

Health & Medicine

1 download

Embed Size (px)

TRANSCRIPT

  • Smog Die unterschtzte GefahrLuftverschmutzung in China und anderen Industrienationen

    SMOG

    INFORMATION

    AUFLAGE 1

  • Smog Die unterschtzte Gefahr

    Luftverschmutzung in China und anderen Industrienationen

    03 Einleitung

    03 Die Luftverschmutzung in China und anderen Industrienationen

    04 Arten der Luftverschmutzung

    07 Emission Transmission Immission

    12 Lsungsanstze / Was knnen wir selbst tun?

  • 03

    Einleitung

    Sobald ich die schwere Luft von Rom verlassen hatte

    und den Gestank der qualmenden Kamine, die bei Betrieb

    alle mglichen Dmpfe und Ru ausstieen, versprte

    ich einen Wandel meines Befindens.

    Plinius d. ltere, 61 n.Chr.

    Jeden Tag sterben in den Entwicklungsstdten nahezu 1800 Men-schen an den Folgen stdtischer Luftverschmutzung.

    Umwelt und Gesundheit: Hilfsmittel fr eine effektive Entschei-dungsfindung: der WHO/UNEP Health and Environment LinkagesInitiative Review of Initial Findings, 2004.

    Die Luftverschmutzung in China und anderen Industrienationen

    Luft ist lebensnotwendig und sollte deshalb mglichst wenig, bestenfalls keine Verunreinigungen enthalten. Hauptschlich derMensch ist aufgrund seiner Aktivitten fr die Verunreinigung derLuft verantwortlich, dabei werden Schadstoffe in der Atmosphreber groe Distanzen transportiert und knnen weit entfernt vonihrem Entstehungsort wirken. Die Luftreinhaltung ist daher einwichtiges gesellschaftliches Bestreben ber die Lndergrenzen und Kontinente hinweg.

    Schreckensbilder erreichen uns momentan nicht nur aus China, sondern auch aus Frankreich. Auch dort sieht man Paris unter einerSmogglocke. In Deutschland kennt man diese Szenarien (aus derVergangenheit) ebenfalls.

    Luftverschmutzung ist ein Hauptrisiko fr die Beeintrchtigung derGesundheit des Menschen. Durch die Reduzierung der Luftver-schmutzung knnen Staaten die Krankheitslast verursacht durchSchlaganfall, Herzkrankheiten, chronischen und akuten Atemwegs-krankheiten und Athma verringern. Laut WHO war die Luftver-schmutzung im Jahr 2012 Ursache fr 3,7 Millionen vorzeitige Todesflle weltweit. Etwa 88% dieser Todesflle traten in Lndernmit geringem bis mittlerem Einkommen auf, die hchsten Ratenwurden im Westpazifik und in Sdostasien registriert.

    Abbildung A:Smog in Peking 2014

  • 04

    Laut WHO beruhen 80% der vorzeitigen Todesflle durch Luft-verschmutzung auf ischmischen Herzerkrankungen und Herzin-farkten, 14% auf chronischen Lungenerkrankungen oder akuten Infektionen der unteren Atemwege sowie 6% auf Lungenkrebs.Dabei knnen einige Todesflle mehreren Risikofaktoren zuge-ordnet werden.

    Arten der Luftverschmutzung

    Luftverunreinigungen im Sinne des Bundesimmissionsschutz Ge-setzes (BImSchG 3; Absatz 4) sind Vernderungen der natrlichenZusammensetzung der Luft, insbesondere durch Rauch, Ru, Staub,Gase, Aerosole, Dmpfe oder Geruchsstoffe.

    Smog

    Das Kunstwort Smog (engl.: smoke und fog) bezeichnet eine durchEmissionen hervorgerufene Luftverschmutzung, vor allem berdicht besiedelten Gebieten. Die Anwesenheit von Luftschadstoffenin gesundheitsschdlichen und Sicht beeintrchtigenden Konzentra-tionen im Zusammenspiel mit besonderen meteorologischen Bedin-gungen (z.B. windschwache Inversionswetterlage) fhrt zur Entste-hung von Smog. Ebenso kann eine ungnstige Topographie wieeine Tal- oder Kesselllage die Entstehung von Smog frdern. Dadurch kann selbst in lndlichen Regionen, in denen intensiv Holz verfeuert wird, Smog auftreten. Generell unterscheidet manzwischen zwei Arten von Smog, dem Winter- und dem Sommer-smog.

    Wintersmog (London-Smog)

    Die Nchte im Winter sind lnger als die Tage und der Boden kannsich bei stabilen Wetterlagen stark auskhlen. Am Tag kann dieschwere kalte Luft am Boden nicht nach oben entweichen, es findetkein Luftaustausch statt. Unter der oberen warmen Luftschichtstauen sich Luftverunreinigungen, es kommt zu Wintersmog. ImDezember 1952 trat in London eine solche einwchige stabile In-versionswetterlage auf. Durch die damals bliche Verfeuerung vonKohle mit hohem Schwefelgehalt kam es zu einer berhhten Emis-sion von Schwefeldioxid und Staub und damit Ru. Die Sichtweitebetrug teilweise nur noch einen Fu (ca. 30 cm). Durch diese kata-strophale Luftverschmutzung starben ber 4.000 Menschen, neuereAuswertungen sprechen von bis zu 25.000 Todesfllen aufgrundvon Atemstillstnden und / oder Herz- und Kreislaufkollapsen.

  • 05

    Die Entstehung von Smogsituationen bei erhhten Schadstoffemis-sionen im Winterhalbjahr hngt in erster Linie von der Dicke derKaltluftschicht und der Dauer der Inversion ab.

    Typisches Szenario: Die Obergrenze der Kaltluftschicht liegt ber mehrere Tage tiefer alsca. 700 m ber dem Boden und die Windgeschwindigkeit in Boden-nhe ist seit mehr als 12 Stunden kleiner als 1,5 m/s.

    Die Inversionswetterlage wird erst durch einen Wechsel zu windrei-cheren Wetterlagen beendet. Diese Wetterlagen bewirken eine in-stabile Schichtung in der Atmosphre, die Temperatur nimmt verti-kal um mehr als 1C pro 100 m ab. Dies sorgt fr eine gute Durch-mischung der unteren Luftschichten und eine Ausbreitung der Luft-schadstoffe und damit fr einen Verdnnungseffekt.

    Sommersmog (Los Angeles-Smog)

    Analog zum Wintersmog kann es auch im Sommer zu schwachwindigen mehrtgigen stabilen Wetterlagen kommen. Unter Einwir-kung intensiver Sonnenstrahlung und Wrme entsteht aufgrundvon chemischen Reaktionen in der Atmosphre ein fotochemischer(oxidierender) Smog. Dabei werden so genannte Vorlufersubstan-zen (hauptschlich Stickoxide und flchtige organische Verbindun-

    Abbildung B: Inversionswetterlage Luftschichten, Temperaturen, Emissionen

    500

    400

    300

    200

    100

    0

    m

    Hhenluft - klar, trocken, warm, rein

    Luftgrenzschicht

    Kaltluftsee trb, feucht, kalt

    SMOG

  • 06

    gen) in Stoffe wie Formaldehyd, Peroxyacetylnitrat (PAN) und Salpetersure umgewandelt. Die Konzentration dieser Stoffe in bodennahen Luftschichten kann dabei so hoch ansteigen, dass dasSonnenlicht diffus und wie durch einen Nebelschleier wahrgenom-men wird.

    Abbildung C: Fotochemischer Smog Sonnenstrahlung, Vorlufersubstanzen, Reaktionsprodukte

    UV-Strahlung

    1 2 3NO2-Molekl

    Stickstoffdioxidaus Abgasen

    O atomarer Sauerstoff

    O2 Sauerstoff aus der Luft

    O3 Ozon, opti-male Entstehungs-temperatur 30C

    Stickstoffmonoxid

    NO2-Spaltung Ozon-Bildung

    Gesundheitsschdliche Ozonkonzentration (g/m3)

    100 Kopfschmerzen, Mdigkeit

    120 Reizung der Augen und Atemwege*

    180 Warnung: Bevlkerung wird informiert

    200 Atemwegsbeschwerden

    240 Ozongesetz: Fahrbeschrnkungen

    300 Hustenreiz, Brustschmerzen*

    ab 400 dauerhafte Lungenschden mglich

    *bei krperlicher Belastung

    Tabelle 1

  • 07

    Dieses Phnomen wurde erstmals in den 40er-Jahren des letztenJahrhunderts in Los Angeles beobachtet. Die Bevlkerung bemerktedamals einen sauren Dunst, der die Augen irritierte. Da die damali-ge chemische Analytik im Gegensatz zu den heutigen Messmetho-den eher gering entwickelt war, wurden die Ozonwerte durch dasAuftreten und die Tiefe von Rissen in Gummistreifen bestimmt. Etwa zehn Jahre spter gelang es, Ozon als Hauptbestandteil desfotochemischen Smogs zu identifizieren und den Spitzenwert von580 ppb (1160 g/m) zu messen.

    Luftschadstoffe: Emission Transmission Immission

    Unter Emission (= Schadstoffaussto) ist ganz allgemein das Frei-setzen von (Luftschad-)Stoffen, Energie und Strahlen an die Um-gebung zu verstehen.

    Die Ausbreitung der emittierten Luftschadstoffe in der Atmosphrewird als Transmission bezeichnet. Whrend dieser Transportvorgn-ge erfolgt allgemein eine Konzentrationsabnahme durch Vermi-schung der Luftschadstoffe mit Frischluft. Zustzlich bewirken diemeteorologischen Bedingungen in der Atmosphre chemische Ver-nderungen der Schadstoffe.

    Von einer Immission (= Schadstoffeintrag) spricht man dann, wennsich die Luftschadstoffe aus der Atmosphre wieder auf einer Ober-flche absetzen. Diese Oberflchen stellen beim Menschen etwa dieAtemwege dar und bei Pflanzen die Bltter. Schadstoffe, die sich inWassertrpfchen der Atmosphre auflsen und als Regen zu Bodenfallen, nennt man Nassdeposition, ansonsten Trockendeposition.

    Bis in die 80er-Jahre des 20.Jahrhunderts galt Schwefeldioxid alsHauptproblem der Luftverschmutzung. Durch gezielte Manahmenkonnte der Aussto dieses Luftschadstoffes bis in die Gegenwartstark reduziert werden. Heute treten allerdings andere Schadstoffe,deren Wirkung bisher unterschtzt wurde (z.B. Feinstaub), in denVordergrund. Unter Partikeln oder Stuben versteht man hier alleschwebenden Feststoffe, die sich verteilt (dispers) in der Luft befin-den. Diese Schwebstoffe knnen aus unterschiedlichen chemischenSubstanzen zusammengesetzt sein. Die Korngre der einzelnenPartikel liegt zwischen 0,01 und 200 m. Bei Partikeln < 30 mspricht man von Schwebstaub, bei Partikeln < 10 m von Fein-staub.

  • 08

    Feinstaub / Partikel

    Als Feinstaub bezeichnet man Partikel mit einem Durchmesser biszu 10 m, die internationale Bezeichnung ist PM10 (particulatematter). Diese feinen Partikel knnen aufgrund ihrer Gre und beibestimmten Witterungsverhltnissen wie trockene und windstillePerioden, lange in der Luft verweilen ohne zu sedimentieren. DieAnwesenheit und geringe Gre machen Feinstaub lungengngigund damit zur Gefahr fr die Gesundheit. Feinstaub entsteht haupt-schlich bei Verbrennungs- oder mechanischen Prozessen wie Ab-rieb und kann sowohl fest als auch flssig vorkommen. Aufgrundder vielfltigen Entstehungsweisen sind auch die chemisch-physika-lischen Eigenschaften der Stoffe sehr heterogen und knnen vonOrt zu Ort stark variieren.

    Durch die Atmung nimmt der Mensch stndig Partikel auf. Ins