Klima in Städten

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Industrie und andere Wirtschaftszweige

Die Energieerzeugung und der Verkehr sind die dominanten Quellen von Luftverschmutzung und werden separat diskutiert. Andere Wirtschaftszweige, insbesondere industrielle wie die Metallurgie, die Baustoffindustrie, chemische Industrie, Raffinerien oder Papierfabriken spielen jedoch ebenso eine wichtige Rolle. Eine weitere Quelle ist die Landwirtschaft.

Die metallverarbeitende Industrie ist die wichtigste industrielle Quelle für Luftverunreinigungen. In erster Linie setzt sie Schwefeldioxid (SO₂) und sehr giftige Stäube frei. Letztere enthalten Schwermetalle. Stahlwerke emittieren zudem große Mengen an Kohlenmonoxid (CO) und Aluminiumwerke große Mengen an Fluor, das für alle Lebewesen sehr schädlich ist.

Die Baustoffindustrie bringt große Mengen an Staub in die Atmosphäre ein. Zementwerke erzeugen zwar chemisch neutrale Stäube, aber ihre Menge sind in der Regel mehr als nur eine Belastung für die unmittelbare Nachbarschaft. Der Staub wird vom Wind weggetragen und beeinflusst atmosphärische Prozesse weit von der Quelle entfernt. Ebenfalls unter die Baustoffindustrien fallen Steinbrüche, Glashütten, Zuschlagstoffe produzierende Fabriken, Keramikwerke und Kalksteinbrüche. Ihr Einfluss auf die Luftqualität ist jedoch lokal begrenzt.

Die chemische Industrie ist Ursprung einer Menge verschiedenster Schadstoffe. Quellen sind die Produktion von Nitroverbindungen, Phosphaten, Benzin, Motorölen und Fetten sowie Kunstfasern. Bei der Produktion einer der beliebtesten Stickstoffverbindungen, dem sogenannten norwegischen Salpeter, wird eine Menge verschiedenster Stickstoffspezies freigesetzt: salpeterhaltige Stäube, Harnstoff, Ammoniak und Stickoxide. Zur Produktion von Phosphaten wird Schwefelsäure (H₂SO₄) benötigt. Sie trägt erheblich zu den Schwefelemissionen bei. Die Erzeugung von Phosphaten ist auch mit Emissionen von Fluor und Staub verbunden.

Raffinerien, die Benzin, Motoröle und Fette produzieren, setzen vor allem Schwefeldioxid und Kohlenwasserstoffe frei. In kleineren Mengen finden sich in den Abgasen auch sehr giftige Stoffe: Ammoniak, Aceton, Benzol, Phenol, Xylol, Toluol oder Blei.

Wichtige Rohmaterialien in der Produktion von Kunstfasern sind Kohlendisulfid (CS₂) und Schwefelwasserstoff (H₂S). Diese Substanzen sind auch die wichtigsten Emissionen. Zum einen sind sie hochgiftig, zum anderen zeichnen sie sich durch einen äußerst unangenehmen Geruch aus (H₂S nach faulen Eiern).

Andere mit Schadstoff-Emissionen verbundene Industriezweige sind Papierfabriken, die z.T. übelriechende Chemikalien verbreiten und Maschinenindustrien, in denen Metallisierungsprozesse und Lackierungen erfolgen. Schwermetalle und Lösemittel gelangen hierbei oft in die Luft.

Die Landwirtschaft ist ebenfalls eine Quelle von Luftschadstoffen. Kunstdünger und Pestizide werden über die Felder gesprüht, bei Großfarmen in manchen Staaten sogar von Flugzeugen aus. Hierbei verbleiben feste Partikel von sehr kleinen Durchmessern als Schwebstoffe in der Luft.
Von Bedeutung ist auch die Müllverbrennung, die oft als Energiequelle genutzt wird, da die Müllreste noch einen recht hohen Brennwert haben. Es wird geschätzt, dass die Menge an Luftschadstoffen, die bei der Müllverbrennung entsteht, vergleichbar der Menge an Emissionen aus der Biomasseverbrennung ist. Hinsichtlich der Freisetzung von Partikeln ist auch die Bodenerosion ein Problem. Sie kann zu sehr feinen Partikeln führen mit einem Durchmesser von unter 2,5 µm (man spricht von der sogenannten PM 2,5 Fraktion; PM = particulate matter). Solche Partikel können mit dem Wind über lange Distanzen transportiert werden.

Leichtflüchtige organische Verbindungen (VOC) sind chemische Substanzen, die aus einem Grundgerüst von Kohlenstoff- und Wasserstoffatomen bestehen. Der weit verbreitetste Kohlenwasserstoff ist Methan. Er wird aber allgemein nicht zu den VOC gezählt, da Methan zu den ganz wichtigen Spurengasen und Treibhausgasen zählt und in wesentlich höheren Konzentrationen in der Atmosphäre vorkommt, als die anderen Kohlenwasserstoffe. Typische Kohlenwasserstoffe sind z.B. Benzol, Terpene, Isopren und Benzpyrene. Einige werden natürlich produziert, andere haben nur anthropogene Quellen. Die Emissionen aus natürlichen Quellen sind insgesamt wesentlich höher, als die aus anthropogenen. In städtischen Räumen können die anthropogenen jedoch dominieren. Hauptquellen sind die Abgase von Autos (unvollständige Verbrennung) und Lösemittel wie Raffinerieemissionen. Für das Jahr 1995 werden die weltweiten VOC Emissionen aus derartigen Quellen auf 160 Millionen Tonnen geschätzt (exklusive Methan). Etwa ein Viertel davon (37 Mio Tonnen) entfallen auf Europa. VOC tragen zur Bildung von photochemischem Smog bei (Ozonsmog an heißen Tagen) und manche von ihnen sind auch krebserregend.

Verwandte Seiten

Natürliche Quellen von leichtflüchtigen organischen Verbindungen (VOC):
Untere Atmosphäre - Basis - Einheit 2 - Emissionen
Zusammenhänge von Luftbelastungen und Klimawandel sind erklärt in::
Menschen ändern Klima - Basis - Einheit 1
Internationale Bemühungen zur Vermeidung von Luftverschmutzungen:
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About this page:

Authors: Pawel Jezioro, Anita Bokwa - Jagiellonian University - Cracow / Poland
1. Scientific reviewer: Prof. Barbara Obrebska-Starkel - Jagiellonian University - Cracow / Poland - 2003-06-20
2. Scientific reviewer: Dr. Marek Nowosad - Maria Curie-Sklodowska University - Lublin / Poland - 2003-06-16
3. Scientific reviewer: Dr. Josef Brechler, Assoc. Prof. - Charles University - Prague / Czech Republic - 2003-10-03
Übersetzung 2005 und letzte Aktualisierung 2007-09-07: Elmar Uherek, MPI für Chemie, Mainz