Stoffe, Schulbuch

121 Luftschadstoffe und ihre Vermeidung Abb. 121.1: Die Reaktionen in der Rauchgasreinigung: Calciumhydroxid (Ca(OH) 2 ) bindet die Gase Hydrogenchlorid (HCl) und Schwefeldioxid (SO 2 ). Diese Reaktionen sind Neutralisationen. Abb. 121.2: Entstehung von „Los-Angeles-Smog" Abb. 121.3: Molekülmodelle der Stickoxide Die technische Schwierigkeit bei der Rauchgasreinigung ist vor allem die große Abgasmenge, die in Kraftwerken und ähnlichen Anlagen anfällt. Pro Stunde sind das mehr als eine Million m 3 . Bei der Reinigung kühlt sich das Abgas ab und muss anschließend wieder aufgeheizt werden, damit es durch den Kamin abzieht. In Österreich ist es in den letzten Jahrzehnten gelungen, die Emissio- nen von Schwefeldioxid um über 90 % zu verringern, sodass Schäden durch diese Schadstoffe praktisch keine Rolle mehr spielen. Heute tritt saurer Regen nur mehr in Gebieten mit hohem Kohleverbrauch auf, vor allem China ist stark betroffen. Hier gibt es großflächige Wald- schäden. Hausbrand, Kohlekraftwerke und Industrie ohne Abgasreini- gung sind Hauptemittenten. Fotochemischer Smog Der fotochemische Smog ist auch bei uns noch ein Problem. Er ent- steht aus zwei verschiedenen Schadstoffgruppen, aus den Stick- oxiden und den Kohlenwasserstoffen . Stickoxide sind die Oxide des Stickstoffs. Es ist ein Gemisch der Stoffe NO, NO 2 , N 2 O 4 , daher ver- wendet man als Abkürzung die Formel NO x . Sie entstehen bei hohen Verbrennungstemperaturen, also vor allem in Motoren und Kraft- werken, aber auch im Hausbrand, durch die Reaktion von Luftstick- stoff mit Sauerstoff. Da sie bei jeder Verbrennung auftreten, sind sie viel schwerer zu bekämpfen als Schwefeldioxid. Kohlenwasserstoffe kommen hauptsächlich durch den Straßenverkehr in die Umwelt, vor allem bei der Verteilung des Treibstoffes und bei der unvollständigen Verbrennung in den Motoren. Aber auch als Lösungsmittel von Lacken sind die Kohlenwasserstoffe im Einsatz. Stickoxide reagieren mit den Kohlenwasserstoffen und dem Sauer- stoff der Luft unter Einwirkung von UV-Licht zu einer Mischung von sehr aggressiven und gesundheitsschädlichen Verbindungen. Einer der Stoffe in dieser Mischung ist Ozon O 3 . Da man dieses beson- ders gut nachweisen kann, nennt man die Schadstoffmischung auch bodennahes Ozon . Man misst zwar den Ozonwert, meint aber die ganze Mischung. Weil UV-Licht zur Entstehung des Smogs notwendig ist, nennt man ihn fotochemischen Smog. Er entsteht vor allem im Sommer, wenn die UV-Einstrahlung sehr stark ist. Daher wurde das Phänomen auch in Los Angeles zuerst entdeckt. Hier treffen die Emit- tenten – sehr starker Straßenverkehr und hohe Sonneneinstrahlung – besonders wirksam zusammen. Das Problem besteht nun darin, dass Emissionsverringerungen bei Auftreten des Smogs unwirksam sind. Er entsteht aus den Emissionen des Vormittags ab den Mittagsstunden. Erst abends, wenn die Sonne untergeht, wird er wieder abgebaut. In Österreich gibt es für diese Art von Smog behördliche Bestim- mungen. (Abb. 122.1) Ab 100 ppb ist die Vorwarnstufe überschritten, kranke und empfindliche Personen sollen anstrengende Tätigkeiten im Freien unterlassen. Ab 130 ppb ist die erste Warnstufe überschritten, die Einschränkung wird allen Menschen empfohlen, ab 180 ppb die 2. Warnstufe , dabei wird der Bevölkerung empfohlen, den Aufenthalt im Freien zu vermeiden. Allerdings sind bezüglich beruflich notwendi- ger Tätigkeiten keine Beschränkungen vorgesehen. Meist wird bei uns aber auch in belasteten Gebieten nur die Vorwarnstufe erreicht. Als Maßnahmen gegen die Emissionen von Kohlenwasserstoffen wurden im letzten Jahrzehnt die Lacke weitgehend wasserverdünnbar gemacht, was viel Lösungsmittel spart, und Tankstellen werden auf Gaspendelleitungen umgestellt. Dabei wird der Benzindampf im Tank beim Tanken nicht in die Luft gelassen, sondern über eine Leitung in UV KW NO x Ozon Peroxide Ozon Peroxide W&L W&L Ca(OH) 2 + SO 2 + 0,5 O 2 → H 2 O + CaSO 4 Aus dem Rauchgas Abb. 121.4: Molekülmodell des Ozons NO 2 N 2 O 4 NO O 3 Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv