Stoffe, Schulbuch

1 Kapitelname 120 8 Bedrohung und Schutz unserer Umwelt Abb. 120.1: Schadstoffverteilung bei normaler und bei Inversionswetterlage Abb. 120.2: Entstehung von „London-Smog" 8.2 Die Luftschadstoffe und ihre Vermeidung In den Medien hört man immer wieder Berichte über Smog , vor allem in chinesischen Großstädten. Dieses Kunstwort aus dem Englischen (eine Zusammenziehung von Rauch = smoke und Nebel = fog) wird meist für sehr stark schadstoffbelastete Luft verwendet, die bereits gesundheits- schädlich ist. Wie entsteht nun Smog, wer sind die Emittenten und was kann man dagegen tun? Smog hat keine einheitliche Zusammensetzung. Die Schadstoffkonzen- tration ist aber immer bedenklich hoch. Dieses Phänomen entsteht oft bei bestimmten Wetterlagen, dem Inversionswetter . Normalerweise erwärmt die Sonnenstrahlung den Boden, der Boden gibt die Wärme an die Luft ab. Daher sind bodennahe Luftschichten wärmer als höher liegende. Die wärmere Luft steigt auf und nimmt die Schadstoffe, die zB in einer Stadt entstehen, mit sich. So verteilen sich die Emissionen, die Immission bleibt gering. Bei Inversionswetter ist die Temperaturschich- tung umgekehrt (Inversion = Umkehr). Die warme Luft liegt wie ein Deckel über der bodennahen kälteren. Eine Durchmischung findet nicht statt, die Emissionen bleiben am Ort, es kommt zu starken Immissionen, die man Smog nennt (Versuch 122.1). In manchen Gebieten kommt es sehr häufig zu solchen Inversionswetter- lagen. In Österreich ist die Stadt Graz besonders betroffen. Hier gibt es Smogalarmpläne , die es möglich machen, die Emissionen zu beschrän- ken. Zeitlich beschränkte Abschaltungen von Kraftwerken und Industrie- anlagen und Fahrverbote für Autos ohne Katalysator sind möglich. Die Orte, nach denen die zwei Haupttypen von Smog benannt wurden, sind London und Los Angeles. Mitte des 19. Jahrhunderts war London durch seinen starken Kohleverbrauch vor allem in den Wintermonaten berühmt für seinen Smog. Dieser London Smog wurde auch unter dem Namen Saurer Regen bekannt (Abb. 120.2). Er bestand aus ganz anderen Schadstoffen als der Smog, der in den sechziger und siebziger Jahren des 20. Jahrhunderts in Los Angeles auftrat. Diesen Los Angeles Smog nennt man heute auch fotochemischen Smog oder bodennahes Ozon . Er stammt vor allem aus dem Straßenverkehr. Saurer Regen Der Hauptschadstoff imLondon Smog ist das Schwefeldioxid . Es entsteht vor allem bei der Verbrennung von Kohle, da diese einen Schwefelgehalt von bis zu 5 % hat. Schwefeldioxid reagiert in der Luft mit Rußpartikeln als Katalysator zu Schwefeltrioxid, dieses löst sich in Wasser zu Schwe- felsäure (siehe Seite 96). Dadurch werden Regen, Nebel und Tau sauer. Auf Dauer führt das zu großen Schäden an der Vegetation. Der Wald kann stark geschädigt werden, noch 1970 erwartete man in Europa ein rasch fortschreitendes Waldsterben. (Abb. 120.3) Heute ist das Problem des sauren Regens in Europa weitgehend gelöst, die Wälder sind zum Glück nicht gestorben. Die Kohle als Heizmaterial ist durch Gas und Heizöl ersetzt worden, diese werden in der Raffinerie entschwefelt. Dadurch ist der Hausbrand (die Summe aller Einzelheizun- gen) als Emittent weitgehend weggefallen. Industrie und Kraftwerke, die schweres Heizöl verbrennen, wurden mit Abgasreinigungsanlagen ausgestattet, ebenso die Müllverbrennungsanlagen. Bei der Abgasreinigung wird das Schwefeldioxid mit einem stark basi- schen Stoff, meist Calciumhydroxid Ca(OH) 2 , behandelt. Dabei bilden sich durch Neutralisation das Salz Calciumsulfat (Gips), das abgetrennt werden kann. Diese Rauchgasreinigungsprodukte werden entweder deponiert oder bei der Zementherstellung verwertet. (Abb. 121.1) Inversionswetter Normales Wetter SO 2 H 2 O H 2 SO 4 SÄUREN des sauren Regens Abb. 120.3: Die Säuren des sauren Regens schädigen die Pflanzen sowohl über die Wurzeln als auch über die Blätter. Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlag öbv