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Luftverschmutzung
Jede natürliche oder anthropogene (vom Menschen verursachte) Verunreinigung der Luft wird als Luftverschmutzung bezeichnet und die sie verursachenden Stoffe nennt man Schadstoffe oder luftfremde Stoffe. Generell ist Luftverschmutzung die Veränderung des natürlichen Gleichgewichts der Luft. Diese kann auf die Zufuhr von luftfremden Elementen aus natürlichen sowie anthropogenen Quellen zurückzuführen sein, die bewirken, dass die Luft für Lebensgemeinschaften, insbesondere den Menschen, schädlich wird.
Luftverschmutzung - Definition
Nach der Weltgesundheitsorganisation (WHO, World Health Organization) ist Luftverschmutzung „auf Situationen begrenzt, in denen die Außenluft Stoffe in Konzentrationen enthält, die für den Menschen und seine Umwelt schädlich sind.“
In Städten handelt es sich größtenteils um eine Mischung aus verschiedenen Schadstoffen. Einige davon sind sichtbar, wie Staub und Ruß, viele andere jedoch unsichtbar, wie sehr kleine Teilchen und Gase. Die sichtbaren Komponenten sind offenkundig, die kleineren Partikel und Gase lassen sich erahnen. Es wird zwischen primärer und sekundärer Luftverschmutzung unterschieden. Primärschadstoffe sind direkt bei einem Prozess entstehende Substanzen. Als Beispiel wären der Auswurf von Asche bei einem Vulkanausbruch oder die Entstehung von Kohlenmonoxid bei der Kraftstoffverbrennung von Motorfahrzeugen zu nennen. Sekundärschadstoffe werden nicht in die Luft abgegeben. Sie entstehen in der Luft durch chemische Reaktion der Primärschadstoffe. Ein Beispiel für Sekundärschadstoffe ist das Ozon.
Kurze Vorstellung der wichtigsten Luftschadstoffe
Kohlenstoffmonoxid: Dieses kurz als Kohlenmonoxid bezeichnete, geruchlose Gas entsteht bei der unvollständigen Oxidation (Verbrennung) von Kohle. Auf natürliche Weise entsteht Kohlenmonoxid in den Meeren und der Luft bei der Oxidation von Methan, das durch den Zerfall organischer Substanzen produziert wird. In Städten sind motorbetriebene Fahrzeuge mit Abstand die größte Quelle. Entstehen kann das Gas jedoch bei jedem Verbrennungsprozess.
Schwefeldioxid: Schwefeldioxid in der Atmosphäre stammt sowohl aus natürlicher als auch aus künstlicher (vom Menschen verursachter) Aktivität. Natürliche Vorgänge, bei denen Schwefelverbindungen freigesetzt werden, sind etwa Vulkanausbrüche. Die wichtigsten unnatürlichen Vorgänge, die Schwefeldioxide erzeugen, sind das Schmelzen schwefelhaltiger Erze und die Verbrennung fossiler Brennstoffe. Wird Schwefeldioxid in Wasser gelöst, bildet sich die höchst ätzende Schwefelsäure. Sie ist sehr schädlich für Werkstoffe, Pflanzen und tierische Gewebe.
Feinstaub: Feinstaub ist ein Sammelbegriff für eine große Bandbreite von kleinen Feststoff- oder Flüssigkeitspartikeln in der Luft. Dazu gehören auch lebende Organismen wie Bakterien, Viren, Schimmelpilze, Algen, Pollen usw. Beispiele für nicht lebendigen Feinstaub in der Atmosphäre sind Dunst, Rauch oder Staub.
Feinstaub von gesundheitsschädlicher Größe kann bei Vulkanausbrüchen oder Staubstürmen entstehen, aber auch von Kraftwerken, Industrieanlagen, Müllverbrennungsanlagen und vielen anderen Quellen ausgestoßen werden. Die Größe des Feinstaubs bewegt sich zwischen weniger als 0,1 und mehreren hundert Mikrometern (µm). Teilchen mit einem aerodynamischen Durchmesser von weniger als 10 µm werden als PM10 (PM = Particulate Matter) bezeichnet. Da diese Partikel klein genug sind, um in die Atemwege des Menschen zu gelangen, nennt man sie auch inhalierbaren Feinstaub. Teilchen mit einem Durchmesser von über 10 µm werden normalerweise von den Härchen in der Nase aufgefangen und gelangen nicht in die Atemwege. Deshalb richten Teilchen über 10 µm außer vielleicht einer Reizung der Nase oder der Augen keinen großen Schaden an.
Blei: Die Hauptquelle für Blei in der Luft ist bleihaltiger Treibstoff für Kraftfahrzeuge. Durch die Einführung von bleifreiem Benzin im Jahr 1985 hat sich die Bleikonzentration in der Luft erheblich verringert. Wenn das Schwermetall Blei in den Körper gelangt, kann es - insbesondere bei Kindern - die Hirnfunktionen beeinträchtigen.
Stickstoffoxide: Die menschliche Tätigkeit, die am meisten Stickstoffoxide erzeugt, ist die Kraftstoffverbrennung, hauptsächlich für Kraftfahrzeuge. Bei der Verbrennung von Kraftstoff unter hohen Temperaturen bilden sich Stickstoffoxide in der Luft. Im Wesentlichen handelt es sich hierbei um Stickoxid, weniger als 10 % besteht aus Stickstoffdioxid. Ausgestoßenes Stickoxid verbindet sich dann mit Sauerstoff (oxidiert) zu Stickstoffdioxid. Diese Stickstoffoxide können sich mehrere Tage in der Atmosphäre halten und während dieser Zeit durch chemische Prozesse Schwefelsäure und Teilchen wie etwa Nitrat und Nitrit erzeugen. Stickstoffoxide sind maßgeblich an chemischen Reaktionen beteiligt, die zur Bildung von photochemischem Smog führen.
Ozon: Ozon ist ein farbloses Gas, das unter Einwirkung von Sonnenlicht durch chemische Reaktionen zwischen reaktionsfreudigen organischen Gasen und Stickstoffoxiden gebildet wird. Ozon ist ein Sekundärschadstoff, der in dem über Städten entstehenden Smog vorkommt und Reizungen auslöst. Außerdem befindet sich in der Stratosphäre auf 12-50 km Höhe eine Ozonschicht. Im Gegensatz zum Ozon in der Nähe der Erdoberfläche hat diese Schicht die lebenswichtige Aufgabe, tödliche UV-Strahlen von der Erdoberfläche fernzuhalten. Das Kapitel „Globale Veränderungen“ auf der Eduspace-Website befasst sich mit dem Schwund dieser Schicht und dessen Ursachen. Öffne dort das Kapitel über die Atmosphäre.
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