Luftschadstoffe
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Stickoxide: Stickstoffmonoxid / Stickstoffdioxid
Stickstoffmonoxid und Stickstoffdioxid entstehen als Folgeprodukte bei Verbrennungsprozessen:
- entweder aus den Luftkomponenten Stickstoff und Sauerstoff, die bei hohen Temperaturen miteinander reagieren,
- oder durch die Verbrennung von organischen Stickstoffverbindungen, die in fossilen Brennstoffen enthalten sind.
Zunächst entsteht das instabile Stickstoffmonoxid, das sich innerhalb kurzer Zeit (Sekunden bis Minuten) mit Luftsauerstoff zum stabileren Stickstoffdioxid verbindet und großräumig ausbreitet.
Die Stickoxid-Emissionen aus Kraftwerken gingen in den vergangenen Jahren durch Einführung der Rauchgasreinigung und Änderung der Verbrennungsprozesse stark zurück. Inzwischen ist der Kfz-Verkehr der Hauptverursacher der Stickstoffdioxidbelastung in der Umwelt. So ist Stickstoffdioxid inzwischen eine Leitsubstanz für verkehrsbedingte Luftverunreinigungen.
Immissionsgrenzwert
Nach 39. Verordnung zum Bundesimmissionsschutzgesetz vom 02.08.2010
| Schutzobjekt | Zeitbezug | Grenzwert |
|---|---|---|
| menschliche Gesundheit | Mittelwert über eine Stunde | 200 µg / m³ darf höchstens 18mal im Jahr überschritten werden |
| menschliche Gesundheit | Mittelwert über ein Kalenderjahr | 40 µg / m³ |
| menschliche Gesundheit | Mittelwert über eine Stunde. Bei Überschreitung an drei aufeinander | 400 µg / m³ Alarmschwelle |
| folgenden Stunden |
Kohlenmonoxid
Kohlenmonoxid entsteht bei der unvollständigen Verbrennung organischer Verbindungen, zum Beispiel von fossilen Brennstoffen, aber auch in der Natur z.B. bei Waldbränden. Kohlenmonoxid ist ein giftiges Gas, das in erhöhten Konzentrationen bereits nach kurzer Zeit tödlich wirken kann (z.B. als Teil einer Rauchgasvergiftung). Seine Hauptquellen sind der Kraftfahrzeugverkehr und Gebäudeheizungen. Kohlenmonoxid ist eine Vorläufersubstanz bei der Bildung von Ozon in der Atmosphäre.
Seit den 1980er Jahren ist die Konzentration von Kohlenmonoxid in der Außenluft erheblich zurückgegangen. Ursache für diese erfreuliche Entwicklung ist der technische Fortschritt bei Kraftfahrzeug-Motoren und Heizungsanlagen. Bei Fahrzeugen mit 3-Wege-Katalysatoren dient das Kohlenmonoxid aus dem Abgas zur Reduktion der Stickoxide, wobei es selbst zu Kohlendioxid umgewandelt wird.
Heute liegen die Kohlenmonoxid-Konzentrationen auch an verkehrsnahen Luftmessstationen in der Regel deutlich unter dem Grenzwert.
Immissionsgrenzwert
Nach 39. Verordnung zum Bundesimmissionsschutzgesetz vom 02.08.2010
| Schutzobjekt | Zeitbezug | Grenzwert |
|---|---|---|
| menschliche Gesundheit | höchster 8-Stunden-Mittelwert eines Kalendertages | 10 mg / m³ |
Ozon
Ozon gehört zu den Schadstoffen, die sowohl eine kurzfristige und nach Ende der Belastung wieder nachlassende (akute), als auch eine langfristige Wirkung haben. Außerdem konnten Schädigungen der Erbsubstanz durch Ozon nachgewiesen werden.
Die akuten Symptome reichen von Augenreizungen, Reizung der Atemwege bis zu Kopfschmerzen, Atembeschwerden und einer Zunahme der Asthmaanfälle. Bei empfindlichen Personen konnten bei einer Konzentration zwischen 120 und 160 μg / m³ schon nach wenigen Stunden Reizungen des Lungengewebes festgestellt werden. Eine Abnahme der körperlichen Leistungsfähigkeit ist im Konzentrationsbereich zwischen 240 und 300 μg / m³ zu beobachten.
Hohe Ozonkonzentrationen in bodennahen Luftschichten, die weit über der natürlichen Hintergrundbelastung von ca. 40 - 60 μg / m³ liegen, können bei lang anhaltenden, austauscharmen Wetterlagen entstehen. Bei intensiver Sonneneinstrahlung tragen Vorläufer-Substanzen wie Stickoxide, Kohlenwasserstoffe und weitere, meist verkehrsbedingte Luftschadstoffe zur Ozonbildung bei. Einige dieser Schadstoffe reagieren wiederum bevorzugt mit Ozon, so dass es in Ballungsgebieten und in der Nähe von verkehrsreichen Straßen meist wieder zu einem raschen Abbau des Ozons kommt. Hohe Konzentrationen findet man deshalb oft im Umland der Städte und in ländlichen Reinluftgebieten.
An Tagen mit hoher Ozonbelastung sollten Personen, die empfindlich auf Luftschadstoffe reagieren, auf körperlich belastende Tätigkeiten und sportliche Ausdauerleistungen (z.B. Joggen) verzichten.
Telefonischer Ansagedienst zur Ozonbelastung
Ansagedienst der Umweltanalytik zur Ozonbelastung:
Telefon: 0911 / 2 31-20 50
Ozon-Infomail
Auf dieser Internetseite können Sie eine Info-Mail zur Ozonkonzentration abonnieren:
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Informations- und Alarmschwellen
Nach 39. Verordnung zum Bundesimmissionsschutzgesetz vom 02.08.2010
| Schutzobjekt | Zeitbezug | Aktion | Schwellenwert |
|---|---|---|---|
| menschliche Gesundheit | Mittelwert über eine Stunde | Information der Öffentlichkeit | 180 µg / m³ |
| menschliche Gesundheit | Mittelwert über eine Stunde | Auslösung des Alarmsystems | 240 µg / m³ |
Immissionszielwerte für Ozon
Nach 39. Verordnung zum Bundesimmissionsschutzgesetz vom 02.08.2010
| Schutzobjekt | Zeitbezug | Zielwert |
|---|---|---|
| menschliche Gesundheit | höchster 8-Stunden-Mittelwert pro Tag | 120 µg / m³ darf höchstens an 25 Tagen im Jahr überschritten werden. |
| Mittelwert d. Überschreitungen aus 3 Jahren | ||
| Vegetation | AOT 40 *, wird errechnet durch Addition aller 1-Stunden-Mittelwerte, | 18 000 µg / m³h Mittelwertbildung der Summen über 5 Jahre |
| die über 80 µg / m³ (=40 ppb) liegen, von Mai bis Juli | ||
| * "accumulated over threshold" |
Feinstaub
Die in der Luft verteilten festen Teilchen werden je nach Durchmesser unterschieden:
Grobstaub, der als Staubniederschlag auf den Boden sinkt
Feinstaub, der bis zu 14 Tage in der Atmosphäre verbleiben kann.
Besondere Bedeutung wegen der geringen Partikelgröße und der damit verbundenen Lungengängigkeit hat der Feinstaub. Für die Beurteilung der Luftbelastung werden die folgenden Feinstaubfraktionen gemessen:
PM10 mit aerodynamischen Durchmessern* kleiner 10 Mikrometer
PM2,5 mit aerodynamischen Durchmessern* kleiner 2,5 Mikrometer.
Staub gelangt auf natürliche Weise und durch die Tätigkeit des Menschen (zum Beispiel durch Industrie, Straßenverkehr und Verbrennungsanlagen – auch durch Kleinfeuerungsanlagen) in die Luft. Natürliche Quellen für Feinstaub sind beispielsweise Pollen, durch Wind aufgewirbelte Erdpartikel und Vulkanstaub. Die Hauptquelle der Feinstaub-Belastung in städtischen Gebieten ist der Straßenverkehr. Diese Belastung setzt sich in erster Linie aus Ruß, dem Abrieb von Reifen, Kupplungs- und Bremsbelägen sowie aus Aufwirbelungen zusammen.
Je kleiner die Staubpartikel sind, desto größer ist das Gesundheitsrisiko. Partikel mit einem (aerodynamischen) Durchmesser von mehr als 10 Mikrometer kommen in den Atemwegen kaum weiter als bis zum Kehlkopf, kleinere Partikel erreichen die Bronchien und Lungenbläschen. Ultrafeine Staubteilchen mit weniger als 0,1 Mikrometer (aerodynamischem) Durchmesser können über die Lungenbläschen die Blutbahn erreichen und sich somit im Körper verteilen.
Die gesundheitlichen Auswirkungen reichen von Reizungen und Entzündungen in den Atemwegen über erhöhte Empfindlichkeit bei Asthmatikern bis hin zur Zunahme der Sterblichkeit durch Atemwegs- und Herz-Kreislauf-Krankheiten. Staubpartikel können zudem stark giftige, teilweise krebserregende Bestandteile wie Schwermetalle, Asbest oder bei Dieselruß polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe enthalten.
* Da die Feinstaubteilchen in der Regel nicht kugelförmig sind, wird ihre Größe über deren Sinkgeschwindigkeit in der Luft bestimmt. Der „aerodynamische Durchmesser“ ist der Durchmesser eines kugelförmigen Teilchens, das ebenso schnell absinkt wie die betrachteten Feinstaubteilchen.
Immissionsgrenzwert für Partikel PM 10
Nach 39. Verordnung zum Bundesimmissionsschutzgesetz vom 02.08.2010
| Schutzobjekt | Zeitbezug | Grenzwert |
|---|---|---|
| menschliche Gesundheit | Mittelwert über einen Tag | 50 µg / m³ darf höchstens 35mal im Jahr überschritten werden |
| menschliche Gesundheit | Mittelwert über ein Kalenderjahr | 40 µg / m³ |
Immissionsgrenzwert für Partikel PM 2,5
Nach 39. Verordnung zum Bundesimmissionsschutzgesetz vom 02.08.2010
| Schutzobjekt | Zeitbezug | Grenzwert |
|---|---|---|
| menschliche Gesundheit | Mittelwert über ein Kalenderjahr | 25 µg / m³ |
Benzol
Benzol ist ein flüssiger organischer Kohlenwasserstoff, der aus Erdöl, Erdgas oder Steinkohleteer gewonnen wird. Mit Benzin betriebene Kraftfahrzeuge sind die Hauptquelle von Benzol-Emissionen. Dabei spielt sowohl die Verdampfung aus den Treibstofftanks, als auch die Freisetzung mit den Fahrzeugabgasen eine Rolle. Auch bei anderen, unvollständigen Verbrennungsprozessen entsteht Benzol. Weltweit gelangen pro Jahr ca. 400 000 t Benzol in die Atmosphäre.
Benzol ist giftig und kann zu Schädigungen des blutbildenden Systems führen und so Krebs auslösen (Leukämie).
Die Senkung der Benzolbelastung ist ein erklärtes Ziel des Immissionsschutzes. Für Otto-Kraftstoffe („Benzin“) gilt auf europäischer Ebene seit dem Jahr 2000 ein maximal zulässiger Benzolgehalt von 1 Prozent. Vorher war ein Gehalt von 5 Prozent zulässig. Durch diese Maßnahme reduzierten sich die Benzol-Emissionen deutlich, so dass heute auch an verkehrsnahen Luftmessstationen der Jahresgrenzwert fast immer unterschritten wird.
Immissionsgrenzwert
Nach 39. Verordnung zum Bundesimmissionsschutzgesetz vom 02.08.2010
| Schutzobjekt | Zeitbezug | Grenzwert |
|---|---|---|
| menschliche Gesundheit | Mittelwert über ein Kalenderjahr | 5 µg / m³ |
Radioaktivität
Beim radioaktiven Zerfall von Materie wird ionisierende (umgangssprachlich “radioaktive“) Strahlung freigesetzt. Es gibt drei verschiedene Arten von ionisierender Strahlung:
- α-Strahlung (“alpha“-Strahlung, Helium-Atomkerne)
- β-Strahlung (“beta“-Strahlung, Elektronen)
- γ-Strahlung (“gamma“-Strahlung, entspricht der Röntgenstrahlung)
Natürliche ionisierende Strahlung ist in der Umwelt allgegenwärtig. Der Mensch ist ständig in Kontakt mit natürlichen radioaktiven Zerfallsprodukten. Die Exposition („Belastung“) hängt stark von den geologischen Verhältnissen ab. Die Hauptquelle der natürlichen radioaktiven Belastung ist das Edelgas Radon, das in unterschiedlichen Konzentrationen in praktisch jedem geologischen Untergrund vorkommt und in die Umgebungsluft entweicht. Das Radon-222 zerfällt mit einer Halbwertszeit von 3,8 Tagen in die festen radioaktiven Zerfallsprodukte Polonium-218 und Blei-214 (u.a.). Diese können im Messgerät abgeschieden und registriert werden.
Die radioaktive Belastung der Umwelt kann durch Freisetzung künstlicher Radioaktivität aus militärischer oder ziviler Nutzung der Kernenergie erheblich erhöht werden.
Die Radioaktivität wird in Becquerel (Bq) gemessen. 1 Bq bedeutet ein radioaktiver Zerfall pro Sekunde.
Die Stadt Nürnberg betreibt seit 1997 eine Station zur Messung künstlicher und natürlicher Radioaktivität. So lassen sich zum Beispiel bei Störungen in einer kerntechnischen Anlage kurzfristig die Auswirkungen auf die Außenluft erkennen, um dann zu informieren und notwendige Maßnahmen zu ergreifen.
Bei dem verwendeten Messverfahren werden Luftinhaltsstoffe auf einem Filter gesammelt. Durch einen sogenannten Szintillationszähler werden die radioaktiven Zerfälle der alpha- und beta-aktiven Substanzen auf dem Filter bestimmt. Die Gamma-Strahlung wird mit diesem Messverfahren nicht erfasst. Aus dem Verhältnis von alpha- zu beta-aktiven Substanzen und aus der zeitlichen Veränderung des Verhältnisses lässt sich die Höhe der künstlichen und natürlichen Radioaktivität berechnen. Um auf das durch die Strahlung verursachte gesundheitliche Risiko schließen zu können, sind jedoch noch weitere Messungen und Berechnungen nötig.
Die gemessene natürliche Radioaktivität liegt im Jahresmittel zwischen 5 und 10 Bq/m³
(gemessen als Stundenmittelwert). Die künstliche Radioaktivität liegt immer unter der Nachweisgrenze des Messgerätes von 0,5 Bq/m³.
Aktualisiert am 15.11.2018, 15:27 Uhr
