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Karlsruhe: Natur- und Umweltschutz

Luftschadstoffe

Im Rahmen der Luftqua­li­täts­über­wa­chung wir eine Reihe von atmosphä­risch-anthro­po­ge­nen Spuren­stof­fen routi­ne­mä­ßig erfasst. Zu den klassi­schen Spuren­stof­fen gehören CO, NO2, O3, SO2 und Stäube (u. a. PM10, PM2,5).

Feinstaub (Partikel PM10)

Feinstaub wir vor allem durch mensch­li­ches Handeln erzeugt, z. B. durch Emissionen aus Kraft­fahr­zeu­gen, Kraft- und Fernheiz­kraft­wer­ken, Öfen und Heizungen in Wohnhäu­sern, bei der Metall- und Stahl­er­zeu­gung oder beim Umschlagen von Schutt­gü­tern. Als natürliche Quelle ist u. a. die Boden­ero­sion zu nennen.

Hohe Feinstaub­kon­zen­tra­tio­nen stehen im Zusam­men­hang mit dem Auftreten von Atemwegs- und Herzkreis­lau­fer­kran­kun­gen. Personen mit bereits beste­hen­den Erkran­kun­gen sind besonders anfällig. PM10 kann beim Menschen in die Nasenhöhle, PM2,5 bis in die Bronchien und Lungen­bläs­chen und ultrafeine Partikel bis in das Lungen­ge­webe und den Blutkreis­lauf vordringen.

Zum Schutz der mensch­li­chen Gesundheit sind zum 1. Januar 2005 europa­weite Grenzwerte für die Feinstaub­frak­tion PM10 (maxi­ma­ler Durch­mes­ser 10 Mikrometer (µm)) in Kraft getreten. Der Tages­grenz­wert beträgt 50 µg/m3 und darf nicht öfter als 35mal im Jahr überschrit­ten werden. Der zulässige Jahres­mit­tel­wert liegt bei 40 µg/m3. Seit dem 1. Januar 2015 ist der seit 2008 bestehende Zielwert für PM2,5 von 25 µg/m3 verbind­lich einzu­hal­ten. Ab 1. Januar 2020 wird der einzu­hal­tende Jahres­mit­tel­wert auf 20 µg/m3 abgesenkt (Umwelt­bun­des­amt 2015).

Weitere Infor­ma­tio­nen unter:

Hintergrundpapier zur Feinstaubbelastung in Deutschland, 2009 (Umweltbundesamt) (PDF, 1.46 MB)

Strategien zur Verminderung der Feinstaubbelastung, 2012 (Umweltbundesamt) (PDF, 7.03 MB)


Stick­stoff­di­oxid (NO2)

Stick­stof­foxide (NOX) entstehen bei Verbren­nungs­pro­zes­sen mit hohen Tempe­ra­tu­ren, wobei in Ballungs­ge­bie­ten der Straßen­ver­kehr die bedeu­tendste Quelle ist. Zunächst wird überwie­gend Stick­stoff­mon­oxid (NO) freige­setzt. Erst in der Atmosphäre erfolgt eine weitere Oxidation zu Stick­stoff­di­oxid (NO2).

Stick­stoff­di­oxid greift die Atemschleim­häu­te an und beein­träch­tigt die Atemwegs­funk­tio­nen. Insbe­son­dere für Asthma­ti­ker stellen sie eine Gefahr dar, da sie eine Bronchi­en­ver­en­gung herbei­füh­ren können.

Zum Schutz der mensch­li­chen Gesundheit wurde für Stick­stoff­di­oxid europaweit der 1-Stunden-Grenzwert von 200 µg/m3 festgelegt, der nicht öfter als 18mal im Kalen­der­jahr überschrit­ten werden darf. Der Jahres­grenz­wert beträgt 40 µg/m3. Um die Grenz­wert­über­schrei­tun­gen in den Griff zu bekommen, ist es wichtig, dass die neue Abgasnorm EURO 6 auch im realen Verkehr und nicht nur unter Labor­be­din­gun­gen zu weniger Emissionen führt.

Weitere Infor­ma­tio­nen unter:

Immissions- und Emissionsentwicklung von Stickstoffoxiden (PDF, 466 KB)


Ozon (O3)

Ozon ist ein gasför­mi­ges Sauer­stoff­mo­le­kül, das bei höherer Konzen­tra­tion in der Atemluft gesund­heit­li­che Auswir­kun­gen auf den Menschen hat, beispiels­weise Reizungen der Schleim­häute, Entzün­dungs­re­ak­tio­nen der Atemwege, Einschrän­kung der Lungen­funk­tion und Minderung der körper­li­chen Leistungs­fä­hig­keit. Bei Pflanzen treten Schäden an Blatt­or­ga­nen auf, langfris­tige Belas­tun­gen beein­träch­ti­gen Wachstum und Ernteer­träge.

Ozon wird aus Vorläu­fer­sub­stan­zen in den boden­na­hen Schichten der Atmosphäre gebildet. Sonnen­ein­strah­lung liefert die Energie für die Ozonbil­dung, daher spricht man von einer photo­che­mi­schen Reaktion. Stick­stoff­di­oxid (NO2) zerfällt unter Sonnen­strah­lung zu Stick­stoff­mon­oxid (NO) und atomarem Sauerstoff (O). Dieses reaktive Sauer­stof­fa­tom verbindet sich mit dem moleku­la­ren Sauer­stoff (O2) der Luft zu Ozon (O3). Das entstan­dene Ozon kann mit Stick­stoff­mon­oxid jedoch wieder zu den Ausgangs­stof­fen, moleku­la­rem Sauer­stoff und Stick­stoff­di­oxid reagieren. Flüchtige organi­sche Verbin­dun­gen (VOC, volatile organic compounds) forcieren ebenfalls die Ozonbil­dung, in dem sie mit NO zu NO2 reagieren, das zu Ozon weiter­rea­giert. Dadurch wird die Ozonbil­dung verstärkt und es steht weniger Stick­stoff­mon­oxid für den Ozonabbau zur Verfügung. Da Ozon nicht direkt emittiert, sondern erst chemisch gebildet wird, spricht man von einem sekun­dären Spuren­stoff.

Für den Schutz der mensch­li­chen Gesundheit ist ein Zielwert von 120 µg/m3 als höchster 8-Stunden-Mittelwert eines Tages festgelegt. Ab 180 µg/m3 muss die Bevöl­ke­rung infor­miert werden. Der Schwel­len­wert für die Auslösung von Ozon-Warnungen liegt bei 240 µg/m3.

Ozontelefon (Ozoninformationsdienst)