Was verschmutzt die Luft?

Eine dicke Dunstglocke hängt dicht über dem Boden. Besonders in Großstädten und Ballungszentren ist solch ein grauer Nebelschleier häufig zu sehen. Hier leidet die Luftqualität darunter, dass jede Menge Staubteilchen herumschwirren. Weil sie zu klein sind, um sie mit bloßem Auge zu erkennen, werden diese Schwebstoffe auch Feinstaub genannt. Zum Feinstaub kommen noch giftige Gase wie Kohlenmonoxid oder Schwefeldioxid, die in der unteren Atmosphäre schweben und die Luft belasten.

Dreckige Luft durch Autoabgase
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Ein großer Teil dieser Abgase entsteht beim Verbrennen von Erdöl, Kohle und anderen Stoffen. Autos, Kraftwerke, Müllverbrennung und Heizungen von Wohnhäusern blasen jede Menge Dreck in die Luft. Dazu kommt aufgewirbelter Staub – von Straßen, aber zum Beispiel auch aus der Massentierhaltung. Auch die „Abgase“ der Nutztiere tragen dazu bei, dass die Luft immer schlechter wird. Doch nicht immer ist es der Mensch, der die Luft verunreinigt: Vulkanausbrüche können ebenfalls zu höheren Feinstaubwerten in der Atmosphäre beitragen.

Abgase aus Industrieanlagen
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Je mehr Schadstoffe sich in der Luft befinden, desto schlechter ist das für unsere Gesundheit: Die Atemwege können erkranken, Kreislauf und Gehirn werden geschädigt. Nicht nur Mensch und Tier leiden unter der verschmutzten Luft, auch Pflanzen nehmen Schaden: Schweben zu viel Kohlendioxid und Schwefeloxid in der Luft, bildet sich in Verbindung mit Wasser Säure (Kohlen- und Schwefelsäure). Was dabei herauskommt, ist der so genannte „saure Regen“, der den Boden sauer werden lässt. Pflanzen, die auf einem solchen Boden wachsen, werden dürr und sterben ab. Die Rede ist vom „Waldsterben“. Das kann auch weit entfernt von dem Ort geschehen, an dem die Abgase in die Luft gelangen, denn der Wind trägt die sauren Regenwolken über Hunderte von Kilometern fort.

Waldbrände können die Luft verpesten…
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Besonders schlimm ist die Luftverschmutzung in Millionenstädten in Indien, Pakistan und im Iran oder wie in Mexiko-City. In Deutschland gibt es Vorschriften, wie stark die Luft belastet sein darf. Doch auch hier werden die Werte nicht immer eingehalten und der Autoverkehr nimmt weiter zu.

…ebenso wie die Viehzucht
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Um die Schadstoffe in der Luft gering zu halten, ist es darum besonders wichtig, dass genügend Wälder und Parks die Luft reinigen. Denn Bäume nehmen, wie alle grünen Pflanzen, Kohlendioxid aus der Luft auf und produzieren den für uns lebensnotwendigen Sauerstoff. „Grüne Lungen“ in Großstädten, also stadtnahe Grünflächen und Wälder, sind für unsere Gesundheit deshalb ganz besonders wichtig. Und wer öfter mal aufs Fahrrad steigt statt mit dem Auto zu fahren, hilft ebenfalls, die Luft rein zu halten.

„Grüne Lunge“: Stadtpark in Nürnberg
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Dicke Luft in Mega-Cities

Besonders Asiens wachsende Städte leiden unter hohen Feinstaub-Werten

Ob in Lagos, Teheran oder Kalkutta – in vielen Städten und Ballungszentren ist das Bevölkerungswachsturm enorm. Weltweit gibt es derzeit schon etwa 20 Städte, die über 10 Millionen Menschen zählen, sogenannte Mega-Cities. Hier steigen nicht nur die Einwohnerzahlen. Mit dem Wachstum werden auch die Umweltprobleme immer dramatischer. Besonders schlimm ist die Luftverschmutzung in den wachsenden Städten Asiens.

Millionen von Fahrzeugen drängen sich durch die Straßen, Tonnen von Abgasen werden in die Luft geblasen. Ruß, Schwermetalle und giftige Gase reichern sich in der Atmosphäre an. Schadstoffe aus Industrieanlagen, Haushalten und privater Müllverbrennung kommen belastend hinzu. Über vielen Metropolen wie Mexico-City, Los Angeles oder Peking hängt regelmäßig eine dicke Dunstglocke. Diese beeinträchtigt nicht nur die klare Sicht, sie ist auch extrem gesundheitsschädlich. Erkrankungen der Atemwege, der Haut, des Herz-Kreislauf-Systems, des Immunsystems und Krebs können die Folge sein. Besonders belastet durch Feinstaub sind laut Weltgesundheitsorganisation WHO viele Städte Asiens. Eine von ihnen ist Dhaka, die Hauptstadt von Bangladesch. Allein in dieser Metropolregion sterben pro Jahr geschätzte 15.000 Menschen vorzeitig aufgrund der Luftverschmutzung. Weltweit sind es laut WHO rund zwei Millionen.

Die Luftqualität ließe sich verbessern, wenn der Schadstoffausstoß gesetzlich geregelt und kontrolliert würde. In Los Angeles und Mexico-City zeigen diese Maßnahmen bereits Erfolg. Schwieriger ist die Situation in den schnell wachsenden Metropolen der Entwicklungsländer. Hier sind es vor allem primitive Kochstellen, die die Luft verpesten. Der dicke Rauch von Holz- und Kohlefeuern lasse die Atemwege erkranken. Millionen von Haushalten sollen darum bis zum Jahr 2020 mit sauberen Kochherden ausgestattet werden.

Smog auf dem Platz des Himmlischen Friedens in Peking
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Mexico City: Umweltschutz-Aktivisten haben einer Statue eine Gasmaske übergezogen
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Mexico City
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Die verschmutzte Luft in Großstädten ist manchmal nur noch mit Atemschutzmaske zu ertragen
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Die schmutzigsten Städte der Welt

Eine Studie der Weltgesundheitsorganisation WHO hat weltweit die Feinstaub-Werte großer Städte gemessen. Vor allem die Metropolen Asiens sind stark belastet, speziell im Iran, in Pakistan und Indien. Trauriger Spitzenreiter der Luftverschmutzung war die Stadt Ahwaz im Iran.

Platz 1: Ahwaz, Iran

Platz 2: Ulaanbaatar , Mongolei

Platz 3: Sanandaj, Iran

Platz 4: Ludhiana, Indien

Platz 5: Quetta, Pakistan

Platz 6: Kermanshah, Iran

Platz 7: Peshawar, Pakistan

Platz 8: Gaborona, Botswana

Platz 9: Yasouj, Iran

Platz 10: Kanpur, Indien

Steinfraß am Kölner Dom

Weltkulturerbe bröckelt

Er bröselt, splittert und verwittert: Der Zahn der Zeit nagt am Kölner Dom. Saurer Regen hat das berühmte Bauwerk schon stark angefressen. Gesetze zur Luftreinhaltung lassen zwar seit einigen Jahren die Schadstoffbelastung wieder sinken. Doch Taubendreck, Abgase und Witterung setzen dem alten Gemäuer weiter zu und lassen die Handwerker der Dombauhütte niemals arbeitslos werden.

Der Grundstein des Kölner Doms wurde am 15. August 1248 gelegt. Seitdem wurden hier ungefähr fünfzig verschiedene Gesteine in den rheinischen Sand gesetzt. Viele davon haben die Baumeister nur probeweise verbaut, nicht jedes Gestein hielt der Witterung stand. Außerdem musste das Gestein aus der Nähe stammen, denn der Transport war im Mittelalter sagenhaft teuer. Als Ergebnis besteht der Dom vor allem aus Trachyt, Muschelkalk, Sandstein und Basalt. Besonders anfällig für Verwitterung und Umwelteinflüsse sind die kalkhaltigen Sandsteine und der Muschelkalk. Diese sind bereits stark angefressen. Um den empfindlichen Muschelkalk vor der Verwitterung zu retten, wurden verschiedene Schutzanstriche ausprobiert. Das soll das Zerbröckeln zumindest verlangsamen. Gut gehalten hat sich dagegen der Trachyt vom Drachenfels. Auch die Basaltgesteine sind verwitterungsfest und bis heute in einem guten Zustand.

Trotz aller Bemühungen müssen immer wieder Bauteile ersetzt werden. Jedes Jahr werden 15 bis 20 Kubikmeter Naturstein verbaut, um das berühmte Kirchengebäude zu erhalten. Auch wenn der Kölner Dom schon 1880 fertig gebaut war: Die Steinmetze der Dombauhütte haben bis heute alle Hände voll zu tun!

Zweithöchste Kirche Europas: Der Kölner Dom
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Der Kölner Dom wird ständig renoviert
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Stein-Unverträglichkeit

Der Kölner Dom verwittert offenbar stärker als andere vergleichbare Bauwerke. Denkmalpfleger haben jetzt eine Vermutung, warum das so ist: Die Kathedrale ist aus vielen verschiedenen Steinsorten erbaut. Und nicht alle Gesteine vertragen sich miteinander. So sind die Schäden beispielsweise dort besonders groß, wo Trachyt vom Drachenfels auf Sandstein aus Obernkirchen trifft. Ob und wieso sich manche Gesteine tatsächlich gegenseitig schädigen und welche von ihnen gut miteinander können, das soll jetzt eine Forschergruppe herausfinden.

Rekordausstoß von CO2

Der Treibhauseffekt verstärkt sich

Noch nie war der weltweite Ausstoß von Kohlendioxid so hoch wie heute. Im Jahr 2010 ist er sogar so heftig gestiegen wie noch nie. Das hat das US-Energieministerium jetzt bekannt gegeben. Die Zahlen übertreffen selbst die schlimmsten Befürchtungen.

Seit Jahren warnen Experten vor der Geschwindigkeit der Erderwärmung. Offenbar ohne Erfolg: Denn der Anteil des klimaschädlichen Gases Kohlendioxid in der Luft steigt rasant. Vor allem in den Industrieländern quillt es pausenlos aus Schornsteinen und Auspuffrohren. Die neuen Zahlen sind beängstigend: Insgesamt hat die Welt im Jahr 2010 über 33.500 Millionen Tonnen Kohlendioxid ausgestoßen. Das sind 1.900 Millionen Tonnen mehr als im Vorjahr, also ein Zuwachs von sechs Prozent!

Für den Horror-Anstieg verantwortlich sind laut der US-Studie vor allem China und Indien. Die beiden Staaten sind wirtschaftlich auf Wachstumskurs. Ihre Energie beziehen sie vor allem aus Kohlekraftwerken – und produzieren damit jede Menge CO2. Insgesamt gesehen ist China Rekordhalter beim Ausstoß von Treibhausgasen, gefolgt von den USA, Russland und Indien.

Die Politik zum weltweiten Klimaschutz hat bisher völlig versagt. China und die USA weigern sich, ihren CO2-Ausstoß zu drosseln. Auch Russland, Kanada und Japan wollen keine Richtlinien mehr einhalten, wenn sich die Hauptverursacher dagegen sträuben, internationale Grenzwerte einzuhalten. Schlecht für das Klima, wie die neue Studie anhand der Zahlen eindeutig bestätigt.

Können Elektroautos das Klima retten?
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Braunkohlekraftwerke gehören zu den schlimmsten Klimasündern
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Die Keeling-Kurve

Die erste CO2-Messstation der Welt wurde weit entfernt von Autoabgasen und Fabrikanlagen eröffnet: 1958 begann der US-amerikanische Klimaforscher David Keeling auf dem Vulkan Mauna Loa auf der Insel Hawaii, regelmäßig den Kohlendioxidgehalt der Luft zu messen. Dieser Ort war ganz bewusst gewählt. Weil weder Schornsteine noch Wälder das Ergebnis beeinflussten, konnte hier ein Durchschnittswert des Spurengases in der Luft gemessen werden. Auch eine zweite Station in der Antarktis erfüllte diese Bedingungen. Nach zwei Jahren stellte Keeling der Welt seine Ergebnisse vor: Der Gehalt an Kohlendioxid in der Luft stieg an! In den folgenden Jahren kämpfte Keeling weiter für regelmäßige CO2-Messungen der Atmosphäre. Mit Erfolg: Das Ergebnis ist die sogenannte Keeling-Kurve, eine Datensammlung, die bis heute den Kohlendioxid-Gehalt der Luft aufzeichnet und den deutlichen Anstieg von CO2 dokumentiert.

Eine Hülle aus Gas

Vom Weltraum gesehen erscheint sie wie ein feiner bläulicher Schleier, der sich um die Erde legt: die Atmosphäre. Sie ist die Lufthülle, die unseren Planeten umgibt. Im Vergleich zum Durchmesser der Erde ist diese Hülle ziemlich dünn: Wäre die Erde so groß wie ein Apfel, dann hätte die Atmosphäre etwa die Dicke seiner Schale.

Die Atmosphäre liefert Sauerstoff zum Atmen
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Ohne die Atmosphäre gäbe es auf diesem Planeten kein Leben, denn Pflanzen, Tiere und Menschen benötigen Luft zum Atmen. Sie schützt uns vor der Kälte und vor schädlicher Strahlung aus dem Weltall. Außerdem lässt sie Meteoriten verglühen, bevor sie auf der Erdoberfläche einschlagen können. Diese Lufthülle ist für uns lebenswichtig – aber woraus besteht sie eigentlich?

Nur etwa ein Fünftel der Atemluft ist Sauerstoff
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Die Atmosphäre ist ein Mix aus verschiedenen Gasen. Ein großer Teil dieses Gasgemischs ist Stickstoff: Mit 78 Prozent sind das fast vier Fünftel der gesamten Atmosphäre. Nur 21 Prozent bestehen aus Sauerstoff, den wir zum Atmen brauchen. Das restliche eine Prozent machen verschiedene Spurengase aus – also Gase, die nur in Spuren in der Atmosphäre vorkommen. Zu diesen Spurengasen gehören Methan, Stickoxide und vor allem Kohlendioxid, kurz CO2 genannt. Obwohl der CO2-Anteil recht gering ist, hat dieses Spurengas gewaltigen Einfluss auf unser Erdklima. Das zeigt sich am Treibhauseffekt, der unseren Planeten aufheizt.

Auf den Gipfeln des Himalaya ist die Luft sehr dünn
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Dass die Erde überhaupt eine Atmosphäre hat, liegt an der Schwerkraft. Sie hält die Gasmoleküle auf der Erde fest und verhindert, dass diese einfach ins Weltall hinaus fliegen. Tatsächlich wird die Luft mit steigender Höhe und damit abnehmender Schwerkraft immer dünner. Schon ab 2000 Metern über dem Meeresspiegel kann sich das für den Menschen unangenehm bemerkbar machen: Er leidet an der Höhenkrankheit mit Atemnot, Kopfschmerzen und Übelkeit. Extrembergsteiger, die hohe Gipfel wie die 8000er des Himalaya erklimmen wollen, nehmen daher meistens künstlichen Sauerstoff mit auf ihre Tour.

Der Kreislauf des Sauerstoffs

Die Luft, die wir atmen, enthält etwa ein Fünftel Sauerstoff. Dieses Gas ist unsichtbar, ohne Geruch und ohne Geschmack – aber es ist für uns lebenswichtig. Denn wir benötigen Sauerstoff, um bei unserem Stoffwechsel Energie zu gewinnen. Ohne dieses Gas können weder Menschen noch die meisten Tiere überleben.

Unsichtbar aber lebenswichtig: Sauerstoff
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Fast der gesamte Sauerstoff in der Luft wird von Pflanzen durch die Fotosynthese hergestellt. Bei diesem Vorgang bildet die Pflanze aus Kohlendioxid und Wasser mit Hilfe von Sonnenlicht für sie wichtige Nährstoffe. Als Nebenprodukt entsteht bei der Fotosynthese auch Sauerstoff.

Bei der Fotosynthese wird Sauerstoff produziert
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Den Sauerstoff, den die Pflanze nicht braucht, gibt sie an ihre Umgebung ab. Eine große Buche zum Beispiel produziert in einer Stunde etwa so viel Sauerstoff wie 50 Menschen in derselben Zeit zum Atmen benötigen. Mensch und Tier atmen diesen Sauerstoff ein, verbrauchen ihn und atmen Kohlendioxid aus. Dieses Kohlendioxid nehmen bei der Fotosynthese die Pflanzen auf, während sie gleichzeitig neuen Sauerstoff erzeugen. Ein Kreislauf zwischen Pflanzen, Menschen und Tieren entsteht.

Vom Kreislauf des Sauerstoffs profitieren Pflanzen, Tiere und Menschen
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Im Lauf der Erdgeschichte wurde viel mehr Sauerstoff freigesetzt als die Lebewesen beim Atmen verbraucht haben. So gelangte immer mehr Sauerstoff in die Atmosphäre. Aus dem wachsenden Anteil an Sauerstoff konnte sich, hoch oben in der Stratosphäre, die Ozonschicht bilden, die uns vor gefährlicher UV-Strahlung schützt.

Die Ozonschicht schützt vor schädlicher Strahlung
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Seitdem die Menschen immer mehr Erdöl, Erdgas und Kohle verbrennen, wird dieser natürliche Sauerstoffkreislauf empfindlich gestört: Das Verbrennen verbraucht Sauerstoff und gleichzeitig wird auch noch Kohlendioxid ausgestoßen. Aus diesem Grund ist der Anteil an Kohlendioxid in der Luft während der letzten 250 Jahre stark angestiegen. Der Anstieg dieses Spurengases ist die Hauptursache für den vom Menschen gemachten Treibhauseffekt und damit auch für die Erwärmung der Atmosphäre.

Beim Verbrennen wird Sauerstoff verbraucht
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