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Luftverschmutzung

Als Luftverschmutzung (oder Luftverunreinigung) bezeichnet man die Belastung der Luft mit "luftfremden", also mit natürlicherweise dort nicht oder kaum vorkommenden schädlichen Stoffen, die man auch als Luftschadstoffe bezeichnet. Es muss sich dabei nicht unbedingt um Stoffe handeln, die Schmutz im eigentlichen Sinne sind oder ablagern, beispielsweise um Ruß oder Stäube; häufig geht es um gesundheitsschädliche und/oder umweltschädliche Gase, die beispielsweise die Atemwege reizen, Krankheiten auslösen (z. B. Krebs) oder Schäden in Landwirtschaft und Wäldern verursachen. Auch Schäden an Gebäuden, anderen Bauwerken und Kulturgütern werden von der Luftverschmutzung verursacht, insbesondere von säurebildenden Gasen.

Die Luftverschmutzung hat in vielen Großstädten der Welt extreme Ausmaße angenommen, die nicht nur zu akuten und lästigen Beeinträchtigungen der dort wohnenden Menschen führen, sondern auch zu schweren Krankheiten, vielen vorzeitigen Todesfällen und einer Verminderung der Wirtschaftsleistung. Besonders schwerwiegend sind solche Belastungen in großen Wirtschaftsregionen von Schwellenländern wie China und Indien, wo ein möglichst schnelles Wirtschaftswachstum häufig Priorität über alle ökologischen und gesundheitlichen Überlegungen hat. Jedoch ist die Luftverschmutzung auch in Ländern wie Deutschland immer noch ein großes Problem, obwohl sie in jahrzehntelangen Bemühungen bereits erheblich reduziert worden ist. (Bei manchen Schadstoffen wie beispielsweise den Stickoxiden und Feinstaub sind die Bemühungen weniger erfolgreich als bei anderen.) Gemäß Schätzungen gibt es in der Europäischen Union jährlich mehrere hunderttausend vorzeitige Todesfälle als Folge der Luftverschmutzung, also weitaus mehr als etwa durch Straßenverkehrsunfälle; weltweit sind es jährlich sogar rund 8 Millionen Todesfälle nach Schätzungen der WHO. Die direkten und indirekten wirtschaftlichen Schäden durch Luftverschmutzung belaufen sich in der EU auf hunderte von Milliarden Euro pro Jahr. Hierbei sind einerseits akute Krankheitsfälle bei hoher Luftbelastung zu berücksichtigen als auch chronische Schäden durch lang anhaltende Belastungen. Es gibt also genügend Gründe für die Wichtigkeit der Luftreinhaltung, auch wenn es oft nicht einfach ist, entsprechende Erfolge zu erzielen.

Verschiedene Arten der Luftverschmutzung und ihre Quellen werden ausführlicher im Artikel über Luftschadstoffe besprochen. Viele davon entstehen im Zusammenhang mit der Bereitstellung von Energie, insbesondere bei Verbrennungsprozessen.

Die Belastung der Luft mit Kohlendioxid (CO₂) wird üblicherweise nicht als Luftverschmutzung bezeichnet, da CO₂ natürlicherweise in der Luft vorkommt und moderate Steigerung seiner Konzentration (z. B. von 400 ppm auf 800 ppm) gesundheitlich nicht bedenklich ist. Die Klimaschädlichkeit von Kohlendioxid wird hierbei nicht berücksichtigt; ähnliches gilt für Methan (CH₄). Als Luftschadstoffe werden diese Substanzen jedoch trotzdem bezeichnet – sie sind schädlich, wenn auch nicht direkt gesundheitsschädlich.

Der größere Teil der Luftverschmutzung entsteht dadurch, dass gewisse Schadstoffe von bestimmten Quellen (etwa Verbrennungsmotoren, Kraftwerken und industriellen Anlagen) freigesetzt (emittiert) werden. Manche Schadstoffe entstehen aber erst bei chemischen Reaktionen in der Luft aus anderen Schadstoffen. Auf der anderen Seite können Schadstoffe in der Luft durch diverse Prozesse beseitigt werden, beispielsweise durch chemische Umsetzungen (etwa die Oxidation von Kohlenmonoxid zu Kohlendioxid oder die Reduktion von Stickoxiden zu Stickstoff und Sauerstoff) oder die Auswaschung durch Niederschläge. Die Schadstoffbelastung an einem bestimmten Ort (als Immissionen bezeichnet) kann also von vielen Faktoren abhängen – von den lokalen Emissionen, von Emissionen an anderen Orten in Verbindung mit Transportprozessen sowie von diversen Prozessen in der Luft, die Schadstoffe beseitigen oder erzeugen können. Aus wissenschaftlichen Erkenntnissen über Schadstoffquellen, Transportprozesse und diverse Umsetzungen kann (auf oft nicht triviale Weise) abgeleitet werden, welche Emittenten vor allem für bestimmte Immissionen verantwortlich sind und welche Maßnahmen zur Luftreinhaltung effektiv sein können.

Luftverschmutzung hat oft auch Belastungen von Böden und Gewässern zur Folge. Beispielsweise kann es starke Beeinträchtigung der Fauna in stehenden Gewässern geben, wenn das Wasser durch Einträge säurebildender Gase zunehmend versauert. In diesem Falle können auch natürlicherweise im Untergrund vorhandene Schwermetalle vermehrt gelöst werden, sodass das Wasser auf diese Weise indirekt vergiftet wird. Manche Schadstoffe wie Schwermetalle können sich im Boden immer mehr anreichern und dort für lange Zeit bleiben, auch wenn die Luftverschmutzung längst beseitigt wurde. Diese Problematik besteht beispielsweise bei Quecksilberemissionen von Kohlekraftwerken.

Methoden zur Verbesserung der Luftqualität

Die naheliegendste Methode, um Luftverschmutzung zu reduzieren, ist die Reduktion der entsprechenden Schadstoffemissionen, also des Schadstoffausstoßes der entsprechenden Quellen. Dies kann beispielsweise durch die technische Verbesserung von Verbrennungsanlagen, durch deren Ausstattung mit Abgasreinigungsanlagen (etwa zur Abscheidung gewisser Schadstoffe) oder einfach durch deren Außerbetriebnahme erfolgen.

Die lokale Belastung der Luft (–> Immissionen) kann oft jedoch bereits dadurch vermindert werden, dass solche Quellen an andere Orte verlagert werden oder dass ihre Emissionen beispielsweise durch die Verwendung hoher Schornsteine räumlich stärker verteilt werden. Solche Maßnahmen bewirken freilich keine echte Reduktion der Luftbelastung, sondern nur deren Verlagerung oder gleichmäßigere Verteilung, was immerhin eine Verminderung der verursachten Schäden zur Folge haben kann – vor allem bei Schadstoffen, die unterhalb gewisser Konzentrationen keine nennenswerte Gefährdung darstellen.

Maßnahmen gegen die Luftverschmutzung werden von diversen Gesetzen und Verordnungen gefordert. In Deutschland wird ein großer Teil dieser Maßnahmen im Bundes-Immissionsschutzgesetz geregelt. Beispielsweise gibt es Abgasnormen für Fahrzeuge, d. h. Mindestanforderungen an die Abgasqualität, die heute in der Regel nur mithilfe spezieller Abgasreinigungsanlagen (Abgaskatalysatoren, Rußpartikelfiltern etc.) erfüllt werden können.

Messung von Luftverschmutzung

Für die Quantifizierung von Luftverschmutzung gibt es eine Fülle unterschiedlicher Verfahren. Manche davon betreffen die Messung von Emissionen, d. h. der Schadstoffausstoß bestimmter Emittenten, während es in anderen Fällen um Immissionen geht, d. h. um beispielsweise an einer Straße auftretende Schadstoffkonzentrationen.

Je nach den relevanten Arten von Luftschadstoffen und dem jeweiligen Konzentrationsbereich können unterschiedliche Messverfahren zum Einsatz kommen. Diese können sich sehr unterscheiden bezüglich ihrer Genauigkeit, dem Arbeitsaufwand, der benötigten Messzeit und der Kosten.

Luftverschmutzung in Gebäuden

Die Luftverschmutzung innerhalb von Gebäuden nimmt manchmal extreme Ausmaße an, wenn sich starke Quellen für Schadstoffe darin befinden – etwa rauchende Personen und in manchen Entwicklungsländern offene Feuerstellen ohne Schornstein. Bestimmte Luftbelastungen kommen fast nur in Innenräumen vor, weil sich nur dort nennenswerte Konzentrationen aufbauen können. Beispielsweise können aus Baustoffen (z. B. Bodenbelägen), Einrichtungsgegenständen, Kunststoffen, Textilien und elektronischen Geräten diverse Stoffe ausgasen, die teils gesundheitsschädlich sind. Eine oft mangelnde Belüftung trägt hierbei zu hohen Schadstoffkonzentrationen bei. Da eine vollständige Vermeidung solcher Schadstoffquellen in Wohnräumen heute schwer möglich ist, gehört eine konsequente Belüftung (idealerweise eine kontrollierte Belüftung mit einer kontinuierlich arbeitenden Lüftungsanlage) zu den effektivsten Methoden, solche Schadstoffbelastungen zu reduzieren; aus hygienischen Gründen ist eine gewisse Luftwechselrate ohnehin geboten.

Auch die Belastung der Außenluft kann sich auf die Innenluft übertragen. Durch die Notwendigkeit der Belüftung ist es beispielsweise schwer vermeidbar, dass Schadstoffe wie Stickoxide und Ozon in das Gebäude gelangen. Immerhin lassen sich manche Schadstoffe bei Verwendung einer Lüftungsanlage herausfiltern (etwa Feinstaub bei Verwendung entsprechender Luftfilter), und andere wie Ozon können auch beispielsweise durch Kontakt mit Zimmerpflanzen abgebaut werden.

Siehe auch: Luftschadstoffe, Emissionen und Immissionen, Abgas, Abgasqualität, Verdunstungsemissionen