Luftverunreinigung und Luftschadstoffe

• Gesunde Luft
• Luftverunreinigung
• Wirkungen von Luftverunreinigungen
• Untersuchungen der Luftqualität

Gesunde Luft

Gesunde Luft gehört zu den elementaren Lebensgrundlagen von Menschen, Tieren und Pflanzen. Der Schutz und die Verbesserung unserer Atemluft ist daher eine der vordringlichsten Aufgaben des Umweltschutzes.
"Natürliche" Luft ist ein Gemisch verschiedener Gase mit den Hauptbestandteilen:

- Stickstoff (N₂): 78 Vol%
- Sauerstoff (O₂): 21 Vol%
- Kohlendioxid (CO₂): 0,03 Vol%
- Edelgase: etwa 1 Vol%

Neben diesen Bestandteilen sind in der Luft noch Gase mit schwankenden Anteilen (z.B. Wasserdampf 0-4 Vol%) und Spurengase (Anteile meist unter 1 Vol%) enthalten.


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Luftverunreinigung

Zusätzlich zu den natürlichen Bestandteilen befinden sich in der Luft, vor allem im Bereich von Ballungsgebieten, eine Vielzahl von überwiegend anthropogen bedingten Stoffen, die Luftverunreinigungen.
Luftverunreinigungen sind Veränderungen der natürlichen Zusammensetzung der Luft, insbesondere durch Rauch, Ruß, Staub, Gase, Aerosole, Dämpfe oder Geruchsstoffe.
Die Anzahl und die Konzentration von Luftverunreinigungen in der Atmosphäre schwanken sowohl örtlich als auch zeitlich sehr stark.
Von der Vielzahl der Luftverunreinigungen kommt aufgrund der auftretenden Menge (Konzentration) sowie den jeweiligen Wirkungen auf die Umwelt folgenden Komponenten ("Leitschadstoffe") eine besondere Bedeutung zu:

Gasförmige Luftverunreinigungen

- Schwefeldioxid  SO₂
- Kohlenmonoxid  CO
- Stickstoffmonoxid  NO
- Stickstoffdioxid  NO₂
- Ozon  O₃
- Kohlenwasserstoffe  CnHm
- Fluorchlorkohlenwasserstoffe  FCKW
- Kohlendioxid  CO₂

Partikelförmige Luftverunreinigungen

- Schwebstaub und Staubniederschlag mit Inhaltsstoffen (z.B. Blei, Cadmium)

Zwischenzeitlich ist Benzol und Ruß hinzugekommen.


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Wirkungen von Luftverunreinigungen

Die Luftverunreinigungen können aufgrund ihrer physikalischen und chemischen Eigenschaften schädliche Umwelteinwirkungen ausüben.
Bei der Beurteilung der Schädlichkeit von Luftverunreinigungen und somit auch bei der Festlegung von Grenz- und Richtwerten sind eine Vielzahl von wissenschaftlichen Aspekten, insbesondere aus der medizinischen Wirkungsforschung, zu berücksichtigen.

Wirkungen auf den Menschen

Die möglich schädigende Wirkung einzelner Luftschadstoffe wird in vielen wissenschaftlichen Untersuchungen und Studien aufgezeigt (siehe insbesondere BmUNR, 1987).
Beim Menschen wirken z.B. SO₂, NO₂ und atomarer Sauerstoff als Reizgase besonders auf die Atemwege und die Lunge ein, CO beeinflusst die Sauerstoffversorgung des Gewebes. Von Staub ist überwiegend der Atemtrakt betroffen und die Staubinhaltsstoffe Blei und Cadmium wirken sich auf das Blutbild bzw. die Nierenfunktion aus.
Bei den Wirkungen der Luftverunreinigungen sind insbesondere die bisher noch unzureichend erforschten Kombinationswirkungen verschiedener Luftschadstoffe (Synergismen) sowie die Langzeitwirkungen von z.T. nur in geringen Dosen aufgenommenen Schadstoffen zu berücksichtigen. Darüber hinaus beeinflussen weitere Faktoren wie z.B. Krankheiten, Psyche oder Stress die gesundheitlichen Auswirkungen der Luftschadstoffe.

Wirkungen auf Materialien und Pflanzen

Die in den Niederschlägen gelösten bzw. umgewandelten Luftschadstoffe (insbesondere Schwefel- und Stickstoffoxide) verursachen z.B. als "saurer Regen" erhebliche Schäden an Materialien (Korrosion von Metallen, Zersetzung von Steinen) sowie Pflanzen (Wachstumsstörungen, verminderte Widerstandskraft gegenüber Schädlingen etc.). Außerdem verändern sie die chemischen Verhältnisse in Böden.
Über den Eintrag in den Boden gelangen Luftschadstoffe (insbesondere Schwermetalle) durch die Aufnahme der Pflanzen in die Nahrungskette und tragen so auch auf diesem Wege zur Gesundheitsbelastung der Menschen bei.
Ein besonderes Problem stellen die großräumig und bei verschiedenen Baumarten beobachteten Schäden in Waldbeständen ("Waldsterben") dar, für die als mögliche Ursachen insbesondere die schädigenden Wirkungen von photochemischen Oxidaten (z.B. Ozon), Stickstoffoxiden, saurem Niederschlag im Zusammenspiel mit anderen Stressfaktoren angenommen werden. Bei diesen Schäden spielt, da sie auch in gering belasteten Gebieten auftreten, der Ferntransport von Luftschadstoffen (z.B. aus Ballungsgebieten) eine wichtige Rolle.

Wirkungen auf die globale Atmosphäre

Darüber hinaus sind die Luftschadstoffe die Ursache für erhebliche und global wirksame Veränderungen in der Atmosphäre. Von vorrangiger Bedeutung sind dabei die Reduktion der stratosphärischen Ozonschicht ("Ozonloch") vor allem aufgrund der Fluorchlorkohlenwasserstoffe sowie die Zunahme des Treibhauseffektes (zunehmende Erwärmung der Atmosphäre) aufgrund einer vermehrten anthropogen bedingten Anreicherung von "Treibhausgasen" (u.a. CO₂) in der Atmosphäre.


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Untersuchungen der Luftqualität

Die Untersuchungen zur Luftqualität orientieren sich allgemein an der Wirkungskette Emission - Transmission - Immission.
Unter "Emission" versteht man die von einer Anlage ausgehenden Luftverunreinigungen; die "Transmission" umfasst alle Vorgänge, die die räumliche Verteilung und Konzentration der luftverunreinigenden Stoffe in der Atmosphäre bewirken (insbesondere die meteorologischen Ausbreitungsbedingungen und chemischen Umwandlungen) und unter "Immission" sind die auf Menschen sowie Tiere, Pflanzen bzw. generell auf Materie einwirkenden Luftverunreinigungen zu verstehen.
"Deposition" ist die trockene oder nasse (z.B. Niederschlag) Ablagerung von Luftschadstoffen auf Oberflächen.

Die gesetzliche Grundlage zu Regelungen im Bereich der Luftreinhaltung (z.B. Erfassung und Bewertung von Luftverunreinigungen) bildet das Bundes-Immissionsschutzgesetz (BImSchG) mit Durchführungsbestimmungen und die dazugehörigen Verwaltungsvorschriften, insbesondere die Erste Allgemeine Verwaltungsvorschrift zum BImSchG, die Technische Anleitung zur Reinhaltung der Luft (TA-Luft).

Immissionsmessungen

Die Feststellung der Immissionsbelastung erfolgt über Messungen oder auf der Grundlage von Modellberechnungen. Dabei besteht grundsätzlich die Problematik, dass aufgrund vielfältiger Einflüsse, wie z.B. den Emissions- und Ausbreitungsverhältnissen, die Immissionskonzentrationen starken räumlichen und zeitlichen Änderungen unterworfen sind.
Die messtechnische Erfassung der Immissionskonzentrationen erfolgt zum einen über kontinuierliche Messungen an Dauermessstellen und zum anderen über Stichprobenmessungen an festgelegten Punkten, aus deren Ergebnissen eine flächenbezogene Immissionsbelastung bestimmt wird. Ergänzend dazu sind für spezielle Problemstellungen Sondermessungen nach eigenen Messplänen erforderlich.

Immissionsmessungen in München

Ortsfeste Messstationen
Das Bayerische Landesamt für Umweltschutz (LfU) betreibt im Rahmen des Lufthygienischen Landesüberwachungssystems Bayern (LÜB) im Stadtgebiet von München 10 ortsfeste Messstationen mit kontinuierlicher Luftschadstoffmessung Karte: Jahresmittelwerte . Die Immissionsmessungen dieses landesweiten Messnetzes dienen nach LfU (1988) vor allem der Überwachung der Luftqualität und der Feststellung des Standes und der Entwicklung einzelner Verunreinigungen. Aus den Ergebnissen dieser kontinuierlichen Messungen lassen sich in erster Linie Aussagen zum zeitlichen Verlauf der Immissionskonzentrationen an den einzelnen Stationen sowie zur Belastung im Bereich dieser Station ableiten.

Karte der Münchner Luftmessstationen
Abfragemöglichkeit der aktuellen Messwerte

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Zu Luft und Stadtklima