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Lexikon der Biologie

Luftverschmutzung

Luftverschmutzung, Luftverunreinigung, air pollution, liegt nach der WHO-Definition vor, „wenn sich ein luftverunreinigender Stoff oder mehrere luftverunreinigende Stoffe oder Gemische dieser Stoffe in solchen Mengen und so lange in der Außenluft befinden, daß sie für Menschen, Tiere, Pflanzen und/oder Materialien schädlich sind, zur Schädigung beitragen oder das Wohlbefinden oder die Besitzausübung unangemessen stören können". – Die luftverunreinigenden Stoffe können natürlichen (z.B. Vulkanismus, Staubstürme, Brände [Brandrodung, Feuer, Feuerklimax, Feuerökologie], Aerosole von Meeren und Seen, Pollenstäube (Pollen), Fäulnisprozesse (Fäulnis), Stoffwechselprodukte der Organismen) oder anthropogenen Ursprungs (insbesondere durch Verbrennungsprozesse aller Art; Luftverschmutzung i.e.S.) sein. Die wesentlichen Quellen der anthropogenen Luftverschmutzung sind Industrie, Verkehr, Haushalt und Kleingewerbe, die eine Vielzahl luftverunreinigender Stoffe (über 300) emittieren. Emissionen sind die festen, flüssigen oder gasförmigen luftverunreinigenden Stoffe, die beim Verlassen der Anlage in die Atmosphäre gelangen. Die ausgestoßenen Emissionen werden von den Luftströmungen mehr oder minder weit transportiert (Transmission) und wirken als Immissionen auf Organismen, belebte und unbelebte Substrate ein. Bei bestimmten Wetterlagen (z.B. Inversion, Windstille) kann die rasche Verteilung der Schadstoffe vermindert werden, so daß im Bereich von Großstädten und Industriegebieten gesundheitsgefährdende Konzentrationen erreicht werden können (Smog). Unter den gasförmigen Schadstoffen ist zwischen primären und sekundären Luftverschmutzungen zu unterscheiden. Primäre Luftverschmutzungen ( vgl. Tab. ) entsprechen in ihrer Zusammensetzung den emittierten Substanzen; dazu gehören u.a. Kohlenmonoxid (CO), Kohlendioxid (CO2; Treibhauseffekt, Klima), Kohlenwasserstoffe (C2H4, CmHn), Schwefeldioxid (SO2; saurer Regen), Schwefelwasserstoff (H2S), Stickoxide (NOx), Chlor (Cl2), Fluorwasserstoff (HF), Fluorchlorkohlenstoffverbindungen (CFCl3 = Freon 11, CF2Cl2 = Freon 12 als Treibgas für Aerosole und Sprays und Kühlflüssigkeit in Kühlschränken; Chlorkohlenwasserstoffe, Fluorchlorkohlenwasserstoffe). Sekundäre Luftverschmutzungen gehen durch physikalische oder chemische Vorgänge aus emittierten Substanzen hervor; dazu zählen u.a. die Photooxidantien Ozon und Peroxyacetylnitrat (PAN). Sehr stabile Verbindungen gelangen mit der Zeit durch Luftaustauschprozesse in höhere Luftschichten. Die Luft enthält außer gasförmigen Verunreinigungen auch Schwebeteilchen in fester oder flüssiger Form (Aerosole). Staubförmige Bestandteile von Abgasen (z.B. Flugasche, Ruß, Zementstäube, Hüttenstäube und anderes) treten durch sichtbare Verschmutzungseffekte deutlicher in Erscheinung (Laserradar). Infolge von Lichtentzug, Ätzschäden und vermindertem Gasaustausch durch Verschluß von Spaltöffnungen kann das Wachstum der Pflanzen erheblich beeinträchtigt werden. Schwermetallhaltige (Schwermetalle) Stäube (Blei, Zink, Kupfer, Chrom, Nickel, Cadmium und andere), die bei der Verhüttung von Erzen und Schrott, bei chemischen Prozessen der Metallveredelung (galvanisieren, beizen) und als Metallzusätze von organischen Verbindungen (z.B. Blei im Benzin, Additive für Schmieröle) freigesetzt werden (Abfall), beeinträchtigen nicht nur das Wachstum und die Erträge der land- und forstwirtschaftlichen Kulturen, sondern können über mineralische und biologische Mechanismen angereichert(Akkumulierung, Anreicherungsfaktor) und gespeichert werden und direkt oder indirekt über die Nahrungskette letztlich den Menschen erreichen und akute oder chronische Schäden hervorrufen (Blei, Cadmium, Itai-Itai-Krankheit, Minamata-Krankheit). Zur Reinhaltung der Luft wurden in der Bundesrepublik Deutschland vom Gesetzgeber Vorschriften erlassen, die unter der Bezeichnung „Technische Anleitung zur Reinhaltung der Luft" (TA-Luft) die Grenzwerte für Emissionen und Immissionen einiger Substanzen bestimmen. Ferner enthält die TA-Luft Angaben über Meßmethoden und Berechnung der Schornsteinhöhen. – Zahlreiche Methoden und Verfahren wurden entwickelt, um die Luftverschmutzung zu verhindern oder wenigstens zu verringern, so z.B. Verfahren zur Abtrennung von Stäuben (Trocken-, Naß- und Elektro-Filter) sowie von gas- oder dampfförmigen Substanzen (Auswaschen, Kondensation) aus Gasströmen. Ferner können Abgase durch direkte oder katalytische Oxidation (z.B. katalytische Nachverbrennung von Autoabgasen, „Katalysatorauto") unschädlich gemacht werden. Auch Änderungen von Produktionsprozessen können zur Emissionsverminderung beitragen. Schornsteinerhöhung verlagert lediglich die Probleme. Biofilter, Bioindikatoren, Biotechnologie, Flechten, Flechtenwüste, Gashydrate, Industriemelanismus, Klimaänderungen, Rauchgasschäden, saurer Regen, Vegetation.

W.H.M.

Lit.: Smith, W.H.: Air pollution and forests. Berlin – Heidelberg – New York 21989. Wellburn, A.R.: Luftverschmutzung und Klimaänderung. Auswirkungen auf Flora, Fauna und Mensch. Berlin – Heidelberg 1997.

Luftverschmutzung

Luftverschmutzung in der Bundesrepublik Deutschland in Millionen t pro Jahr (kursive Zahlen) bzw. in % für die Jahre 1990 und (in Klammern) 1994 nach Zusammensetzung und Herkunft (Quelle: Umweltbundesamt 2001)

CO2 1014 (905)
Kraft- und Heizwerke 39,2% (39,0%)
Industrie 23,7% (20,7%)
Haushalte 12,7% (13,2%)
Verkehr 16,9% (19,9%)
CO 10,7 (6,7)
Kraft- und Heizwerke 1,2% (1,5%)
Industrie 14,5% (19,4%)
Haushalte 19,4% (15,3%)
Verkehr 62,7% (61,4%)
NOx als NO2 2,6 (2,2)
Kraft- und Heizwerke 22,2% (22,1%)
Industrie 14,7% (12,5%)
Haushalte 4,1% (4,7%)
Verkehr 56,4% (47,3%)
SO2 5,3 (2,9)
Kraft- und Heizwerke 52,7% (62,6%)
Industrie 28,1% (21,9%)
Haushalte 8,4% (6,6%)
Verkehr 1,9% (1,7%)
CxHx (organ. Verb.) 3,1 (2,1)
Kraft- und Heizwerke 0,3% (0,4%)
Industrie* 42,1% (57,9%)
Haushalte 3,3% (2,4%)
Verkehr 47% (34,7%)
Staub 2,0 (0,7)
Kraft- und Heizwerke 23,6% (22,9%)
Industrie** 57,3% (53,5%)
Haushalte 6,6% (7,3%)
Verkehr 3,4% (8,5%)

* inklusive Lösemittelverwendung

** inklusive Schüttgutumschlag

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Sauermost, Rolf (R.S.)
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Wagner, Prof. Dr. Edgar (E.W.)
Wagner, Eva-Maria
Wagner, Thomas (T.W.)
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Warnke-Grüttner, Dr. Raimund (R.W.)
Weber, Dr. Manfred (M.W.)
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Wirth, Dr. Ulrich (U.W.)
Wirth, Prof. Dr. Volkmar (V.W.)
Wolf, Dr. Matthias (M.Wo.)
Wuketits, Prof. Dr. Franz M. (F.W.)
Wülker, Prof. Dr. Wolfgang (W.W.)
Zähringer, Dr. Harald (H.Z.)
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