Luftverschmutzung: Arten, Ursachen und Folgen

Laut Angaben der Weltgesundheitsorganisation (WHO) sterben jährlich rund 7 Millionen Menschen weltweit^[1] an den Folgen der Luftverschmutzung. Insbesondere Großstädte sind betroffen und gelten als Ballungsorte dicker Luft. Jedoch kennt Luftverschmutzung keine Grenzen und so verteilen Wind und Wetter die Luftschadstoffe auf der ganzen Welt. Durch Stoffumwandlungsprozesse in Verkehr, Industrie und Landwirtschaft werden kleinste Schadstoff-Partikel und Gase in die Luft abgegeben. Dort vermischen sie sich zu einem ungesunden Chemie-Cocktail, den wir täglich einatmen.

Was genau ist Luftverschmutzung? Wo liegen die Ursachen und was hat das für Folgen für unsere Gesundheit und die Umwelt? Wir möchten diesen Fragen auf den Grund gehen.

Was ist Luftverschmutzung?

Reine Luft besteht überwiegend aus Stickstoff (78 %) und Sauerstoff (21 %). Hinzu kommen Argon (0,9 %), Kohlendioxid (0,04 %) und einige andere Spurengase. Es handelt sich um ein farb- und geruchloses Gasgemisch, welches unsere Lungen optimal mit Sauerstoff versorgt.

Als Luftverschmutzung wird die Abweichung der Luftzusammensetzung von ihren natürlichen Werten durch die Emission potenzieller Schadstoffe bezeichnet. Allerdings sucht man natürliche „Ursprungsluft“ mittlerweile vergeblich auf der Erde. Der Grund: die Aktivitäten der Menschen verunreinigen seit jeher die Atmosphäre. Unreine Luft ist also in der modernen Zeit ein Normalzustand, mit dem wir leben müssen – das gilt sowohl für draußen als auch innerhalb von Räumen.

Es stellt sich daher nicht die Frage, ob Luft verschmutzt ist oder nicht, sondern viel eher: welcher Grad an Luftverschmutzung ist vertretbar, ohne dass langfristige Folgen für Gesundheit und Umwelt auftreten? Aus diesem Grund wurden von der EU durch die Richtlinie ”Luftqualität und saubere Luft für Europa” Grenzwerte für Luftschadstoffe festgelegt^[2].

Ursachen schlechter Luft

Luftverschmutzung ist überwiegend menschlichen Ursprungs. Die Ursachen sind hauptsächlich auf folgende Sektoren zurückzuführen:

• Industrie (dazu zählen auch Kohlekraftwerke)
• Verkehr (Autos, Luft- und Schifffahrt)
• Landwirtschaft (chemische Düngung und Pestizide)
• private Haushalte (kochen, heizen und Beleuchtung)

Welche Stoffe sind daran beteiligt?

Durch Verbrennungs- und andere unvollständige Stoffumwandlungsprozesse, entstehen verschiedene chemische, biologische oder physikalische Schadstoffe, die in die Luft abgegeben (emittiert) werden:

• feste Partikel, z.B. Staub, Rauch oder Ruß
• Gase, z.B. CO₂, Ammoniak, Stickoxide und Schwefeloxide
• Aerosole

Diese emittierten Substanzen sind primäre Schadstoffe. Durch Wind, Wärme und Sonneneinstrahlung kommt es in der Luft zu einem chemischen Prozess. Die Primärstoffe vermischen sich und reagieren miteinander. Auf diese Weise entstehen sekundäre Luftschadstoffe wie Feinstaub und Ozon^[5]. Das ist der Grund, weshalb insbesondere im Sommer die Ozon- und Feinstaubbelastung in Städten teils kritische Werte erreicht.

In ihrer Gesamtheit bildet diese Kombination an Luftschadstoffen einen gesundheitsschädlichen Chemie-Cocktail, den wir zwangsläufig einatmen. Unsere Gesundheit und die Umwelt wird dadurch maßgeblich beeinträchtigt.

Arten von Luftverschmutzung

 Luftverschmutzung ist nicht überall gleich. Es gibt verschiedene Arten, wobei die Verunreinigung häufig nach Verursachergruppen unterteilt wird. Aus diesem Grund wird von der WHO auch zwischen Luftverschmutzung “innerhalb von Räumen” (durch Haushalte) und “außen” (durch Industrie, Verkehr oder Landwirtschaft) unterschieden^[1].

Die unterschiedlichen Sektoren verschmutzen die Luft nicht auf gleiche Weise. Jede Gruppe dominiert mit bestimmten Schadstoffemissionen. Die Industrie ist Hauptproduzent von Staub, Schwefeloxiden und CO₂. Der Verkehr ist insbesondere für die Emissionen von Stickstoffmonoxid (NO), flüchtigen organischen Verbindungen (VOCs) und Kohlenmonoxid (CO) verantwortlich. Durch die Landwirtschaft werden überwiegend Stickoxide (N₂O), Ammoniak und Methan in die Atmosphäre gepumpt^[3].

Insbesondere wenn es um die Problemlösung geht, kann Luftverschmutzung aber auch anderweitig unterteilt werden, zum Beispiel

• geographisch (z.B. urban, ländlich, in unterschiedlichen Ländern)
• stoffbezogen (z.B. Stickoxide, Feinstaub, Rauch)
• problembezogen (z.B. saurer Regen, saisonaler Smog, Klimawandel)

Luftverunreinigung kann darüber hinaus natürliche Ursprünge haben. Beispielsweise durch Vulkanismus, Brände, Pollenflug oder Staubstürme. Allerdings fallen diese Gründe in ihrer Gesamtheit weitaus weniger ins Gewicht und können daher weitestgehend vernachlässigt werden.

Luftverschmutzung durch Landwirtschaft

Autos und Industrie verpesten die Luft – das ist fast jedem bekannt. Dass die moderne Landwirtschaft jedoch ebenfalls zu einem wesentlichen Anteil zur globalen Luftverschmutzung beiträgt, wird häufig übersehen.

Düngemittel und Pestizide produzieren Dämpfe mit Schwebstoffen die sich weit über den Einsatzort hinaus verbreiten. Eine klassische (biologische) Landwirtschaft, wie sie noch bis Mitte des 19. Jahrhunderts praktiziert wurde, war hingegen kein Problem. Denn hier wurden weder Pestizide noch künstliche Düngemittel angewendet. So fanden ausschließlich natürliche Stoffkreisläufe statt: Stoffwechselprodukte wurden durch die Vegetation zwar an die Luft abgeben, durch die wachsende Biomasse jedoch ebenso wieder gebunden.

Im Zeitalter der synthetischen Stickstoffdüngung, welche durch das Haber-Bosch-Verfahren möglich wurde, existiert mittlerweile ein zusätzlicher Stoffkreislauf. Die zugesetzten Nährstoffe können nicht vollständig in die Biomasse eingebaut werden und reichern sich in Luft und Wasser an. Auf diese Weise – und aufgrund der exzessiven Nutztierhaltung – stellt die Landwirtschaft die Haupt-Emissionsquelle für Ammoniak (NH₃), Methan (CH₄) und Distickstoffmonoxid (N₂O) dar. Das sind alles Gase, die zur Luftverschmutzung beitragen.

Folgen für Menschen und Umwelt

Wissenschaftler und Ärzte weltweit sind sich einig: Die Luftverschmutzung trägt maßgeblich zur Beeinträchtigung der Gesundheit und Förderung von Krankheiten bei. Die WHO verzeichnet jährlich rund 7 Millionen Tote^[1] aufgrund von Folgen verschmutzter Luft.

Insbesondere in wirtschaftlich aufstrebenden Ländern wie China oder Indien ist die Belastung hoch. Dort herrschen in vielen Städten noch heute Zustände, wie sie in Europa kurz nach der Industrialisierung vorzufinden waren: qualmende Industrie-Schornsteine mitten in Wohngebieten, geballte Kohlekraft und Smog, der einfach nicht verschwinden mag.

Im indischen Neu-Delhi, die Hauptstadt mit der stärksten Luftverschmutzung weltweit, liegt die Lebenserwartung ganze drei Jahre unter dem Durchschnitt. Die Feinstaubbelastung übersteigt dort europäische Grenzwerte um ein Vielfaches^[4,5]. In Peking sieht das zeitweise nicht viel anders aus. Die chinesische Metropole versank beispielsweise im Winter 2016 einen ganzen Monat lang in einem dichtem Nebel aus Smog^[6]. Aber auch in Europa herrscht regelmäßig dicke Luft, zum Beispiel in Paris oder im Großraum Stuttgart.

Auswirkungen auf die Gesundheit

 Häufig sind die sekundär gebildeten Schadstoffe noch schädlicher als ihre Ausgangsstoffe. Ozon ist in höheren Konzentrationen toxisch und reizt die Atemwege. Feinstaubpartikel können aller Wahrscheinlichkeit nach Krebs verursachen. Der Grund: die Partikel sind teilweise so klein, dass sie über die Lungenbläschen in den Blutkreislauf gelangen. Auf diese Weise erreichen sie unsere Körperzellen, wo sie unkontrollierte Reaktionen auslösen können.

Grobe Schadstoff-Partikel wie Rauch oder Ruß setzen sich hingegen in der Lunge ab. Dauerhafte Belastung kann, ähnlich wie bei dem Genuss von Zigaretten, zu schwarzen Verfärbungen, Gewebeschäden und letztendlich Lungenkrebs führen.

Zu den gesundheitlichen Folgen von Luftverschmutzung zählen^[1,5]:

• Atemwegserkrankungen, wie Asthma und COPD (chronic obstructive pulmonary disease)
• Herzinfarkt
• Schlaganfall
• Krebs, z.B. Lungenkrebs
• Erstickungsgefahr im Akutfall

Auswirkungen auf Umwelt und Klima

Aber nicht nur unsere Gesundheit ist betroffen. Luftverschmutzung hat ebenso starke Auswirkungen auf die Klima und Umwelt. So führt ein Überschuss an Stickoxiden und Ammoniak beispielsweise zu Eutrophierung von Böden und Gewässern und greift so in das natürliche ökologische Gleichgewicht ein. Zudem beeinträchtigt dreckige Luft selbstverständlich auch die Tier- und Pflanzenwelt, die ebenso wie wir Menschen auf frische Luft angewiesen sind. Darüber hinaus sind bestimmte Luftschadstoffe, wie CO₂ und Methan, am Klimawandel beteiligt.

Luftverschmutzung – Aussichten für die Zukunft

 Seit den 1970er-Jahren gab es aufgrund der Industrialisierung in Europa Zeiten gravierender Luftverschmutzung, wie etwa saurer Regen und wiederkehrende Smogs im Sommer. Das führte dazu, dass in Deutschland und ganz Europa nicht nur die Bevölkerung für das Problem sensibilisiert wurde, sondern auch Maßnahmen zur Verringerung der Belastung getroffen wurden. So konnten die Emissionen einiger Schadstoffe durch Filter- und Katalysatoren-Technologien sowie Autoverbot an Sonntagen erfolgreich reduziert werden.

Das Thema Luftverschmutzung bleibt aber nach wie vor ein ernstes Problem. In vielen Ländern kämpfen die Menschen noch immer um ihr Recht auf saubere Luft. Zwar gibt es schon einige Regierungen und Kommunen, die vielversprechende Maßnahmen treffen, beispielsweise China, doch der Weg ist noch weit. Und auch in Deutschland gibt es noch immer viel zu tun.

Darüber hinaus stehen wir vor einem weiteren Problem, das mit der Luftverschmutzung im direkten Zusammenhang steht. Der Klimawandel, als Folge steigender Emission von Treibhausgasen, wie CO₂ oder Methan, belastet zunehmend unsere Lebensgrundlage. Zwar ist CO₂ ungiftig für den Menschen, jedoch führt die dadurch erzeugte Erderwärmung zu anderen Problemen, z.B. Dürre oder extreme Wetterphänomene. Diese Art der Luftverschmutzung hat daher ebenfalls große Auswirkungen auf unsere Gesundheit.

Der Treibhauseffekt bzw. der daraus resultierende Klimawandel, ist kein Verursacher der Luftverschmutzung, sondern wie diese ein Resultat steigender Emissionen. Beide Probleme gehen Hand in Hand und können nur durch eine starke Reduktion von Schadstoff-Ausstößen gelöst werden.

Hauptverursacher für beide Probleme – Luftverschmutzung und Klimawandel – wird auf lange Sicht sehr wahrscheinlich die Landwirtschaft und der damit verknüpfte Landnutzungswandel sein und bleiben. Denn im Gegensatz zur Energiewende, wo die Tendenz weg von Kohlekraft und hin zu erneuerbaren Energien geht, ist hier bislang leider keine Lösung in Sicht.

Dokumentation

Sie möchten sich weiter über das Thema Luftverschmutzung informieren? Dann empfehlen wir Ihnen diese interessante Dokumentation von Arte: Dicke Luft – Wenn Städte ersticken.