Smog, Feinstaub und Co.

Peking, Mailand, Stuttgart - Smog macht vor Länder- und Städtegrenzen nicht halt.

Wenn Menschen mit Atemmasken durch die Straßen laufen, ist das vor allem in China und Indien ein häufig zu beobachtendes Bild. Doch auch europäische Großstädte leiden häufig genug unter schlechter Luft. Fahrverbote wie unlängst in Rom und Mailand sind längst keine Seltenheit mehr. Mehrere Millionen Menschen sterben jährlich weltweit an den Folgen schadstoffbelasteter Luft. Menschen in China und Indien gelten als besonders gefährdet. Laut Aussagen von Wissenschaftlern auf einer Wissenschaftskonferenz  AAAS im Februar 2016 in Washington (USA) ist die Luftverschmutzung der viertgrößte Risikofaktor für einen frühen Tod.

In Peking war die Dunstglocke Anfang Dezember 2015 so dick, dass sich die Behörden erstmals entschlossen, die neu eingeführte Smog-Alarmstufe Rot auszurufen. Nur jedes zweite Auto durfte fahren, Kindergärten und Schulen wurden geschlossen und Fabriken mussten ihre Produktion herunterfahren. Zwar gibt es auch in Deutschland Smogalarm, der letzte liegt allerdings lange zurück und wurde Anfang der 1990er Jahre ausgerufen.

London-Smog und Los Angeles-Smog

Das Wort Smog setzt sich aus den englischen Begriffen smoke (Rauch) und fog (Nebel) zusammen. Bei Smog werden zwei verschiedene Arten voneinander unterschieden: London-Smog und Los Angeles-Smog. Ersterer, bekannt u.a. aus Sherlock-Holmes-Büchern, tritt im Winter vor allem bei windschwachen Inversionswetterlagen auf. Durch die Kohleverbrennung in Industrieanlagen und Kraftwerken wird in der Kohle vorkommender Schwefel zu Schwefeldioxid oxidiert. In der Atmosphäre kann dieses zu Schwefelsäure weiter reagieren und als saurer Regen auf den Boden zurückkehren. Gemeinsam mit anderen Verbrennungsresten wie Ruß werden so die menschliche Gesundheit und unsere Ökosysteme gefährdet. Aus der Gasphase können sich sekundäre, kleinste Aerosole bilden, die zusammen mit Ruß für eine sehr schlechte Sicht sorgen. In diesem Fall wird von Feinstaubsmog gesprochen.

Für den LA-Smog hingegen sind eine hohe UV-Einstrahlung und höhere Temperaturen Voraussetzung, weshalb er hauptsächlich im Sommer auftritt. Dieser Smog bildet sich durch die Emission von Stickoxiden, die vom KfZ-Verkehr und hier vor allem durch die morgendliche Rushhour ausgehen. Im weiteren Verlauf des Tages entsteht Ozon durch das Zusammenwirken von UV-Strahlung, Stickoxiden und Sauerstoff. Dieses kann in gesundheitsbedenklichen Konzentrationen auftreten. Auch in diesem Fall kann durch die Abgase und aus ihnen gebildeten sekundären Gasen wie Ozon oder flüchtigen organischen Schadgasen die Sichtweite stark beeinträchtigt werden. Gegen diesen Smog wurde der Katalysator eingeführt.

In Peking existieren beide Smogsituationen. Im Winter der London-Smog, bei dem neben Kraftwerken auch der Verkehr den Ruß beiträgt. Im Sommer tritt der LA-Smog mit erhöhten Ozon- und vor allem Partikelkonzentrationen, die auf den Straßenverkehr zurückzuführen sind, auf. Darüber hinaus wird Peking unregelmäßig im Frühjahr von sogenannten Staubstürmen heimgesucht. Diese eigentlich langsam in die Stadt einwandernden Luftmassen tragen geogene Partikel aus den westlichen Trockengebieten ein.

Mittlerweile sind die Smog-Warnstufen in Deutschland abgeschafft. Diese wurden durch EU-Grenzwerte wie beispielsweise für Feinstaub ersetzt.

Hierzu schreibt das Umweltbundesamt: "Zum Schutz der menschlichen Gesundheit gelten seit dem 1. Januar 2005 europaweit Grenzwerte für die Feinstaubfraktion PM10. Der Tagesgrenzwert beträgt 50 µg/m3 und darf nicht öfter als 35mal im Jahr überschritten werden. Der zulässige Jahresmittelwert beträgt 40 µg/m3. Für die noch kleineren Partikel PM2,5 gilt seit 2008 europaweit ein Zielwert von 25 µg/m3 im Jahresmittel, der bereits seit dem 1. Januar 2010 eingehalten werden soll. Seit 1. Januar 2015 ist dieser Wert verbindlich einzuhalten und ab dem 1. Januar 2020 dürfen die PM 2,5-Jahresmittelwerte den Wert von 20 µg/m3 nicht mehr überschreiten."

EU-Grenzwerte werden in Stuttgart regelmäßig überschritten

In Stuttgart werden die Grenzwerte von 50 µg/m3 regelmäßig überschritten, da die Stadt in einem Talkessel liegt in dem häufiger luftaustauscharme Wetterlagen auftreten. 2015 lag die Belastung an 61 Tagen über dem Grenzwert. Zuletzt kam es im Januar 2016 zu einer stark erhöhten Feinstaubkonzentration, woraufhin die Stadt ihre Bürger aufgefordert hatte, den öffentlichen Nahverkehr zu nutzen und das Auto stehen zu lassen. Auch an Standorten in Reutlingen, Frankfurt an der Oder und Berlin werden häufig die Grenzwerte für Feinstäube und Stickoxide überschritten.

Derzeit ist weltweit die große Frage, wie denn letztlich die Feinstaubkonzentrationen in der städtischen Luft deutlich gesenkt werden können. In einigen Ländern, wie den Schwellenländern Asiens, ist sicherlich der erste Schritt existierende abgasarme Technologien einzusetzen. In anderen Ländern, wie den technologisierten Ländern Europas müssen diese Feinstaub mindernden Technologien weiterentwickelt werden. Allerdings ist die Frage der Feinstaubminderung auch zu einem großen Teil eine Frage der Politik, bzw. Good Governance, sei es durch die Unterstützung der Technologieentwicklung, der Einführung von Anreizen für die Bevölkerung den öffentlichen Personennahverkehr zu nutzen oder auf individuelle emissionsstarke Ofensysteme für das Wohnzimmer zu verzichten. Aber auch die Entwicklung verlässlicher Vorhersagemodelle für erhöhte Feinstaubsituationen ist zu finanzieren und voranzutreiben, genauso wie intelligente und umfassende Überwachungssysteme, so dass nicht nur punkthaft Daten von Messstationen in den Städten vorliegen, an denen gerade eine solche errichtet ist, sondern dass jeder Bürger, wo er sich auch in der Stadt befindet, sich sicher sein kann, keinen erhöhten Belastungen ausgesetzt zu sein. Wie der Weg zu geringeren Feinstaubkonzentrationen aussieht ist letztlich noch nicht bekannt. Fest steht, dass er für eine gesunde Umwelt beschritten werden muss.

Quellen

Nina Schleicher, Stefan Norra, Volker Dietze, Yang Yu, Mathieu Fricker, Uwe Kaminski, Yuan Chen, Kuang Cen, 2011: The effect of mitigation measures on size distributed mass concentrations of atmospheric particles and black carbon concentrations during the Olympic Summer Games 2008 in Beijing, Science of the total environment. doi:10.1016/j.scitotenv.2011.09.084

Text: Karl Dzuba, Wissensplattform "Erde und Umwelt"; fachliche Durchsicht: Stefan Norra, Karlsruher Institut für Technologie

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