Die Luftqualität ist von vielen Schadstoffen beeinflusst, die sowohl gasförmiger als auch staubförmiger Natur sein können. Insbesondere die Kombination beider Aggregate kann wie in vergangenen Smogperioden durch Schwefeldioxid und Staubpartikeln zu erhöhten Belästigungen oder gar zu Gefahren für die Gesundheit führen.
Lufthygienisch relevant sind Schwebeteilchen, welche einen Durchmesser von kleiner als 10 µm aufweisen und somit aufgrund ihrer Grösse einatembar sind. Diese gelangen in die Atemwege, und können, abhängig von der Teilchengrösse, in mittleren bis tiefen Bereichen des Atemorgans deponiert werden.
Der Anteil der Schwebeteilchen, die einen (aerodynamischen) Durchmesser kleiner als 10 µm aufweisen, wird als PM10 (PM = particulate matter) bezeichnet.
Stickstoffoxide (NOx) entstehen vorwiegend bei Verbrennungsvorgängen in Kraftwerken, Gebäudeheizungen und Kraftfahrzeugen aus dem Sauerstoff und dem Stickstoff der Luft. Die größte Menge der Stickstoffoxide kommt aus Auspuffrohren von Autos und wird direkt im Aufenthaltsbereich der Menschen freigesetzt.
Bei der Verbrennung entsteht zunächst vorwiegend Stickstoffmonoxid (NO), das in der Atmosphäre rasch zu Stickstoffdioxid (NO2) oxidiert wird. Zusammen mit den Kohlenwasserstoffen stellen die Stickstoffoxide die Vorläufer für photochemische Oxidantien (Ozonbildung). Durch ihre weitere Umwandlung zu Salpetersäure tragen sie zur Versauerung bei. Die Überdüngung der Wälder und anderer empfindlicher Ökosysteme geht maßgeblich auf das Konto der Stickoxide und anderer Stickstoffverbindungen, wie Ammoniak.
Das Reizgas Stickstoffdioxid kann aufgrund seiner Löslichkeit beziehungsweise Reaktion mit Wasser schon bei niedrigen Konzentrationen und normaler Atmung die Schleimhäute des Atemtraktes angreifen.
Ein großer Teil des in der Erdatmosphäre nachweisbaren CO stammt aus dem Algenstoffwechsel aus den Weltmeeren. Die wichtigste auf den Menschen zurückzuführende Quelle ist die unvollständige Verbrennung kohlenstoffhaltiger Substanzen, wie Biomasse und fossile Brennstoffe (Kohle, Öl, Benzin).
Kohlenmonoxid blockiert den Sauerstofftransport im Blut und ist deshalb in höheren Konzentrationen giftig. Da CO farblos, ohne Geruch und Geschmack ist, besitzt es keine Warnwirkung. Vergiftungen sind um so eher möglich, je höher die Konzentration ist und je länger die Einwirkung dauert. Gefährliche Konzentrationen können vor allem in abgeschlossenen Räumen, wie Garagen, Räumen mit Feuerstätten, Bergwerken usw. auftreten. Dagegen werden in der Außenluft nur vergleichsweise niedrige Konzentrationen erreicht, zumal CO langsam zu CO2 oxidiert wird. Erfahrungsgemäß treten die höchsten Konzentrationen in verkehrsreichen Straßen auf.
Für den Schutz der menschlichen Gesundheit beträgt der ab 1. Januar 2005 einzuhaltende Immissionsgrenzwert, der als höchster Achtstundenmittelwert zu ermitteln ist, 10 µg/m³.
Ozon unterscheidet sich von den andern Luftschadstoffen dadurch, dass es nicht unmittelbar als solches von Anlagen emittiert - also in die Luft geblasen - wird, sondern aus Vorläufern, nämlich Stickoxiden und organischen Gasen und Dämpfen in einem komplexen photochemischen Prozess unter Einwirkung des Sonnenlichts, entsteht. Im Gegensatz zu diesem bodennahen Bildungsmechanismus entsteht Ozon in der Stratosphäre (zweite Schicht der Erdatmosphäre) durch energiereiche UV-Strahlung direkt aus Sauerstoff.
Ozon ist mit einem Anteil von 70-80 Prozent die Hauptkomponente des als "Sommersmog" bezeichneten Photooxidantigengemisches. Wegen des Einflusses der Witterung zeigt die Ozonkonzentration ausgeprägte Tages- und Jahresgänge. Die höchsten Konzentrationen werden in den Nachmittagsstunden während ausgeprägter sommerlicher Schönwetterperioden erreicht. In ländlichen Zonen und Waldgebieten werden im Jahresmittel höhere Konzentrationen als in Städten gemessen.
Ozon reizt die Atemwege. Es ist kaum wasserlöslich und kann deshalb bis in die Lungenbläschen vordringen. Ozon kann die Lungenfunktion beeinträchtigen. Die Ozondosis hängt ab von der Konzentration und der eingeatmeten Luftmenge. Da das Atemvolumen bei körperlicher Anstrengung stark ansteigt, sollten bei Ozonwetterlagen deshalb ungewohnte körperliche, auch sportliche Anstrengungen vermieden werden.
Die Symptome bilden sich bei abnehmender Ozonbelastung im Regelfall wieder zurück. Chronische Schädigungen der Lunge sind bei den in Mitteleuropa derzeit auftretenden Ozonkonzentrationen nach bisherigen Erkenntnissen nicht zu erwarten.
Hinweise zum Verhalten bei erhöhten Ozonkonzentrationen
Reagieren Sie erfahrungsgemäß empfindlich auf Ozon, sollten Sie vorsorglich körperlich anstrengende Tätigkeiten im Freien vermeiden, sobald Konzentrationen von 180 Mikrogramm Ozon pro Kubikmeter Luft erreicht werden. Von besonderen sportlichen Ausdauerleistungen wird generell abgeraten. Diese sollten Sie in die frühen Morgen- oder späten Abendstunden verlegen. Fahrten mit dem PKW ohne geregelten Katalysator sollten unterbleiben; stattdessen sollten Sie öffentliche Verkehrsmittel nutzen. Auch das Betreiben von Verbrennungsmotoren im nicht gewerblichen Bereich sollte vermieden werden. Mit einem Rückgang der Ozonkonzentrationen ist im allgemeinen in den späten Abendstunden zu rechnen. Im Videotext des NDR werden die Ozonwerte stündlich von 9 bis 21 Uhr aktualisiert. Im Videotext finden Sie die Informationen auf Tafel 679.
Jeder kann etwas zur Verringerung der Ozonbelastung beitragen:
Schwefeldioxid (SO2) ist ein farbloses, leicht wasserlösliches, stechend riechendes Gas, das bei der Verbrennung fossiler schwefelhaltiger Energieträger, wie Kohle und Öl, entsteht. Außerdem wird Schwefeldioxid bei verschiedenen industriellen Prozessen, wie der Erzröstung, bei der Schwefelsäure- und Zellstoffproduktion sowie bei der Erdölverarbeitung in die Luft gelassen.
Schwefeldioxid verursacht maßgeblich den sauren Regen und die damit zusammenhängenden Einwirkungen auf Pflanzen, Bauwerke, Boden und Gewässer. Als saures Reizgas wirkt es beim Menschen vorwiegend auf die Schleimhäute der Atemwege und der Augen. Die Wirkung kann verstärkt werden, wenn das Gas an den Staubteilchen der Luft aufoxidiert und zu Schwefelsäure umgesetzt wird.
Benzol ist als Bestandteil von Mineralölen, Benzin, Kokereiprodukten, als Ausgangs- und Zwischenprodukt der chemischen Industrie und als Laborchemikalie weit verbreitet. Aus dem Kraftfahrzeugverkehr, der Chemie und Petrochemie, den Kokereien, der Lagerung, dem Umschlag und dem Transport von Benzin gelangt Benzol in die Atmosphäre.
Der Benzolgehalt der Luft geht zu mehr als 90 Prozent auf die Kraftfahrzeug-Emissionen zurück. Die entscheidende Reduktion der Benzolemission wird durch den Einsatz des geregelten Drei-Wege-Katalysators erreicht. Dementsprechend sinken die Benzol-Konzentrationen in der Luft seit einigen Jahren.
Benzol schädigt die blutbildenden Stammzellen im Knochenmark und erzeugt dadurch Leukämien.
Für Benzol beträgt der seit dem Jahr 2010 einzuhaltende über ein Kalenderjahr gemittelte Immissionsgrenzwert für den Schutz der menschlichen Gesundheit 5 µg/m³.
Für den Immisionsgrenzwert beträgt die Toleranzmarge 5 µg/m³.
Kohlendioxid ist eigentlich kein Schadstoff, da es schon immer als natürlicher Bestandteil der Luft in der Atmosphäre vorhanden war. Im Zuge der Entstehung des Lebens hat es eine überragende Bedeutung als "Baustoff" in der Pflanzenwelt und als "Abfallprodukt" bei der Atmung von Tier und Mensch und bei der mikrobiellen Zersetzung organischer Substanz gewonnen. Es steht wie kein anderer Stoff im regen Austausch mit den belebten und unbelebten Teilen unserer Umwelt, der Biosphäre, der Atmosphäre, der Hydrosphäre und der Lithosphäre. Der CO2-Gehalt der Atmosphäre ist deshalb das Ergebnis komplexer, sich selbst beeinflussender und rückgekoppelter Kreislaufprozesse.
Der Mensch greift auf zweierlei Weise massiv in dieses Gleichgewicht ein: Zum einen verbrennt er seit Beginn des Industriezeitalters zunehmend mehr Biomasse und fossile Energieträger, wie Kohle, Öl und Erdgas, und setzt damit CO2 frei. Zum anderen gehen durch Brandrodung immer mehr Flächen verloren, auf denen CO2 durch Pflanzenwachstum gebunden werden könnte.
Die vom Menschen verursachte Anreicherung der Atmosphäre mit Kohlendioxid lässt gefährliche Auswirkungen befürchten. Eine auf diese Weise veränderte Erdatmosphäre kann die Rückstrahlung der mit dem Sonnenlicht eingestrahlten Energie verringern. Dieser sogenannte Treibhauseffekt führt möglicherweise zu einer weltweiten Erwärmung. Dabei spielt die Erhöhung des CO2-Gehaltes nicht die alleinige, aber die wichtigste Rolle. Prognosen in der Fachwelt über die Eintrittswahrscheinlichkeit und das Ausmaß einer globalen Erwärmung reichen von "nichts zu befürchten" bis zur "Klimakatastrophe".
Angesichts des Gefahrenpotentials müssen die wissenschaftlichen Untersuchungen fortgeführt und die Methoden verbessert werden. Aus Vorsorgegründen und im Hinblick auf das Ziel einer nachhaltigen Entwicklung müssen fossile Brennstoffe sparsamer und effizienter eingesetzt werden.
