Ausbreitung, Transport, Umwandlung

Schadstoffe werden nach ihrer Emission in der Atmosphäre verteilt, transportiert, umgewandelt und schließlich deponiert:

Wo bleiben die Luftverunreinigungen?

Transport und Transformation von Emissionen
Quelle: Fonds der Chemischen Industrie
Folienserie: Umweltbereich Luft 1987

Die gesetzlichen Anforderungen verlangen, dass die Emissionen im Nahbereich der Quellen, aus denen sie entstehen, vorgegebene Immissionswerte zum Schutz von Mensch und Umwelt nicht überschreiten. Damit wird sichergestellt, dass im Einwirkungsbereich der Quellen, wo erfahrungsgemäß die höchsten Schadstoffkonzentrationen auftreten, schädliche Umwelteinwirkungen vermieden werden.

Die Immissionen verbleiben aber nur zum Teil im Nahbereich der Emittenten (z. B. Stäube). Vertikale und horizontale Luftbewegungen verdünnen und verteilen luftgetragene Spurenstoffe rasch. Bei Windgeschwindigkeiten von z. B. 5 m/sec, die in größeren Höhen keineswegs selten sind, erreicht eine Schadstoffwolke bereits nach einer Stunde eine Entfernung von 18 km von der Quelle. Nach 24 Stunden sind es bereits über 430 km.

Luftverunreinigungen kennen keine Grenzen. Im großen Abstand von den Quellen geht der Bezug zum Ursprung verloren, viele kleine Einzelbeiträge vermischen sich zu einer weiträumigen Hintergrundbelastung. Durch die Einwirkung von Sonnenlicht, durch Luftfeuchtigkeit und den Luftsauerstoff, aber auch durch Reaktionen mit anderen Stoffen wandeln sich viele Luftverunreinigungen um. Es entstehen neue, die so genannten sekundären Schadstoffe so z. B.:

  • saure Verbindungen, wie Schwefelsäure, Salpetersäure und deren Salze (Sulfate, Nitrate)
  • Ozon und Photooxidantien

 Auch diese Umwandlungsprodukte verbleiben nicht in der Luft, sondern werden je nach ihrer Lebensdauer in Gebieten, die mehr oder weniger weit von der Quelle entfernt sind

  • durch Regen oder andere Niederschläge oder
  • durch trockene Deposition

aus der Atmosphäre ausgetragen. Bei flüchtigen organischen Stoffen erfolgt oft eine photochemische Oxidation, die beim Kohlendioxid endet.

Die folgende Abbildung macht am Beispiel des Schwefeldioxids und seiner Folgeprodukte die Bedeutung des grenzüberschreitenden atmosphärischen Transports von Luftverunreinigungen über die Ländergrenzen in Mitteleuropa deutlich.

Grenzüberschreitende atmosphärische Transporte
Quelle: Fonds der Chemischen Industrie
Folienserie: Umweltbereich Luft 199

Die Übersicht zeigt, dass ein großer Anteil der in Deutschland abgelagerten Schwefelverbindungen aus den Nachbarstaaten stammt. Daher reichen nationale Minderungsmaßnahmen alleine nicht aus, sondern müssen durch grenzüberschreitende Vereinbarungen ergänzt werden.