Quelle: AUTOFAHRERSEITE.EUBei den anhaltenden Debatten um Schadstoffausstoß, Grenzwerte, Fahrverbote und den Mobilitätswandel wird viel über Emissionen gesprochen. Doch was hat es mit ihnen und ihren Bestandteilen auf sich und wo liegen die Unterschiede? Wir haben uns für Sie informiert.
Politik und Leitmedien haben die Themen Mobilität und Klima schon lange für sich entdeckt. Durch die EU-Vorgaben für die Luftqualität und die damit verbundenen Fahrverbote in mehreren deutschen und europäischen Städten haben sie noch weitere Brisanz erhalten.
Unter die Begriffe Emissionen und Schadstoffe fallen dabei viele verschiedene Substanzen. Die Unterschiede in Ihrer Entstehung, Zusammensetzung und Wirkung werden dabei nicht immer ganz klar. Im Sinne einer neutralen Betrachtung möchten wir dies ändern.
Der Begriff Emission bezeichnet im Allgemeinen den Ausstoß oder das Ausströmen von Stoffen in die Umwelt. Schadstoffe sind dabei prinzipiell alle Substanzen, die eine schädliche Wirkung auf den Menschen oder seine Umwelt haben.
Wenn mit Emissionen die Abgase von Autos und anderen Fahrzeugen gemeint sind, geht es in der Regel um folgende Schadstoffe:
CO2 – Das Kohlenstoffdioxid
CO2 entsteht bei der Verbrennung von fossilen Brennstoffen wie Erdöl oder Kohle, aber auch bei der Verbrennung von nachwachsenden Rohstoffen wie Holz oder Papier. Es ist ein farb-, geruchs- sowie geschmackloses Gas und auch in der Natur allgegenwärtig. So macht es z. B. rund 0,04 Prozent unserer Atemluft aus.
Problematisch wird es jedoch, weil der Mensch im Zuge des technischen Fortschritts große Mengen an Kohlenstoffdioxid freigesetzt hat, die nun das empfindliche Stoffgleichgewicht der Natur stören. In der Erdatmosphäre trägt dieses Gas maßgeblich zum sogenannten Treibhauseffekt bei. Dieser ist die Ursache des menschengemachten Klimawandels.
Der CO2-Ausstoß eines Autos hängt direkt von seiner Effizienz und seinem Kraftstoffverbrauch ab. Ein sparsames Fahrzeug produziert also weniger Kohlendioxid. Traditionell hat der Dieselmotor aufgrund seiner Sparsamkeit bei den CO2-Werten einen Vorteil gegenüber dem Benziner.
NOx – Die Stick(stoff)oxide
Unter der Bezeichnung NOx fasst man in der Regel die beiden Stoffe Stickstoffmonoxid (NO) und Stickstoffdioxid (NO2). Sie entstehen in geringen Mengen durch natürliche Prozesse, z. B. bei Gewittern. Hauptsächlich sind sie jedoch als Nebenprodukte von Verbrennungsprozessen bedeutsam. Sie werden daher von Verbrennungsmotoren in Autos, Flugzeugen oder Schiffen aber auch von Kraftwerken ausgestoßen. Auch im Haushalt werden Sie gebildet – durch Kerzen, Heizthermen oder Gasherde zum Beispiel.
Da Stickstoffmonoxid in Anwesenheit von Sauerstoff ohnehin automatisch zu Stickstoffdioxid reagiert, beschäftigen wir uns an dieser Stelle mit Letzterem. Es ist ein Gas, welches in hohen Konzentrationen stechend riecht und eine rotbraune Farbe hat. In alltäglichen Konzentrationen ist es jedoch nicht wahrnehmbar. Seine Wirkung entfaltet es dennoch schon in geringen Mengen. Mit Wasser bildet NO2 eine Säure, es ist daher mitverantwortlich für den sogenannten sauren Regen.
Auf die Atemwege wirkt das Stickoxid als Reizgas. Besonders in höheren Dosen oder bei Menschen mit geschwächter Gesundheit kann es zu Asthma, Bronchitis oder Schlimmerem führen. Medizinern machen außerdem die Langzeitfolgen des Stoffes sorgen. Daher gibt es in der Europäischen Union strenge Grenzwerte für die Stickoxidkonzentration in der Umgebungsluft.
Der Katalysator und die Abgasreinigung mit Harnstoff (SCR-Katalysator) sind die häufigsten Methoden, um die Stickoxidemissionen von Pkw und Lkw zu minimieren. Die Tatsache, dass einige Autokonzerne - allen voran Volkswagen - diese Abgasreinigungssysteme außerhalb des Prüfstandes deaktivierten, ist der Grund für den sogenannten Dieselskandal. Außerdem hat die Überschreitung der NOx-Grenzwerte für die Fahrverbote in Stuttgart und anderen deutschen Städten gesorgt.
Der Feinstaub
Unter Feinstaub versteht man winzige Partikel, die so klein und leicht sind, dass sie von der Luft transportiert werden können. Besonders bedeutsam für die menschliche Gesundheit sind die Stäube, deren Teilchen einen Durchmesser von unter 10µm haben (das entspricht einem Hundertstelmillimeter). Sie entstehen einerseits natürlich, z.B. durch die Erosion von Gestein, Vulkanausbrüche oder Sandstürme. Die überwiegende Mehrheit ist andererseits jedoch ein Nebenprodukt von Verbrennungsprozessen in Motoren, Kraftwerken oder Kaminen.
Bei vielen Wissenschaftlern gelten Feinstäube als die gefährlichste Form der Luftverschmutzung. Abhängig von ihrer Fähigkeit nach dem Einatmen tief in das Lungengewebe einzudringen, lösen sie in hoher Konzentration verschiedene Erkrankungen aus. Herzkreislauferkrankungen, Lungenkrankheiten und sogar Krebs gelten als häufige Folgen einer starken Belastung durch extrem feine Stäube.
Autos und teilweise auch schon Kraftwerke und Industrieanlagen werden heute zunehmend mit Partikelfiltern ausgestattet, um ihren Feinstaubausstoß zu verringern.
SO2 und SO3 - Die Schwefeloxide
Die Schwefeloxide SO2(Schwefeldioxid) und SO3(Schwefeltrioxid) entstehen hauptsächlich bei der Verbrennung von schwefelhaltigen Verbindungen. Sie entstehen auch in der Natur in geringen Mengen, bei vulkanischen Aktivitäten wie heißen Quellen oder Geysiren beispielsweise. Schwefeldioxid wird außerdem in geringen Konzentrationen zur Konservierung von Lebensmitteln eingesetzt, z.B. bei der Weinherstellung oder der Produktion von Trockenobst.
Problematisch werden die beiden Stoffe jedoch, wenn sie als gasförmige Bestandteile von Verbrennungsemissionen auftreten. In dieser Form riechen sie unangenehm nach Schwefel, ihr Geruch ist unter anderem bei Feuerwerken oder nach dem Entzünden eines Streichholzes deutlich wahrnehmbar. Auch die Herstellung einiger Metalle führt zum Ausstoß großer Mengen von Schwefeloxiden.
Ihre umwelt- und gesundheitsschädliche Wirkung beruht zum einen darauf, dass sie akut toxisch wirken. Hinzu kommt, dass beide Stoffe bei Kontakt mit Wasser starke Säuren bilden. Daher sind sie entscheidend für die Entstehung sauren Regens verantwortlich.
In die Abgase von Kraftfahrzeugen, Flugzeugen und Schiffen gelangen Schwefeloxide, weil der verbrannte Kraftstoff organische Schwefelverbindungen enthält. Diese sind ein natürlicher Bestandteil der Rohstoffe Erdöl und Kohle. Auch bei der Kohleverstromung entstehen daher Schwefeloxide. Zur Verminderung der SO2- und SO3- Emissionen wird in Pkw und Lkw heute schwefelarmer Kraftstoff eingesetzt, aus dem der Schwefel während der Herstellung entfernt worden ist. Kraftwerke und Industrieanlagen verfügen stattdessen über Anlagen, die Schwefeloxide aus ihren Abgasen entfernen. Hochseeschiffe verbrennen allerdings noch heute stark schwefelhaltiges Schweröl und verfügen üblicherweise über keine Abgasreinigung.
Die flüchtigen organische Verbindungen
Unter diesen Begriff fällt eine Vielzahl von Stoffen. Allen gemeinsam ist, dass es sich um Kohlenwasserstoffverbindungen handelt und sie bei Raumtemperatur leicht flüchtig oder sogar gasförmig sind bzw. durch Verdunstung gasförmig werden. Diese Stoffe sind natürlicherweise in Erdöl oder Erdgasvorkommen enthalten und werden außerdem in großen Mengen industriell hergestellt. Sie werden unter anderem als Lösemittel und als Rohstoffe für die chemische Industrie eingesetzt.
Zusätzlich entstehen diese Verbindungen bei der unvollständigen Verbrennung von Kohlenstoffverbindungen. Dies betrifft die Verbrennung von Pflanzen aber auch von Kunststoffen, Kohle oder Erdölprodukten. Diese flüchtigen Bestandteile sind daher auch im Abgas von Kraftfahrzeugen enthalten. Im Automobilbereich werden diese in der Regel als HC-Emissionen bezeichnet.
Einige Bestandteile dieser Stoffgruppe sind praktisch harmlos, während andere extrem gesundheitsschädigend sind. Als wichtiges Beispiel ist hierfür das giftige und krebserregende Benzol zu nennen, welches in hohen Konzentrationen Schwindel, Brechreiz und Benommenheit bis hin zur Bewusstlosigkeit auslösen kann. Im Zusammenspiel mit anderen Schadstoffen sind HC-Emissionen entscheidend an der Entstehung des sogenannten Smogs beteiligt.
Zur Verringerung des Ausstoßes giftiger organischer Verbindungen durch Pkw und Nutzfahrzeuge werden unteranderem veränderte Kraftstoffzusammensetzungen entwickelt. Außerdem produziert ein gut eingestellter Motor deutlich weniger HC-Emissionen, da er den Treibstoff effektiver verbrennt. Letztlich entfernt außerdem der Katalysator den größten Teil der verbleibenden organischen Verbindungen aus dem Abgas.
Fazit
Die Zusammenfassung verschiedener Schadstoffe unter den Bezeichnungen Luftverschmutzung oder Emissionen sorgt schnell für Unsicherheit oder Verwirrung. Im politischen und medialen Diskurs kommen die scharfen Trennungen dazwischen jedoch leider häufig nicht zur Geltung. Wie so oft wird aber auch hier klar, dass nur eine umfassende Betrachtung aller Schadstoffe und ihrer Ursachen zu wirksamen Lösungen führen kann. Einseitig gegen Technologien wie den Dieselantrieb vorzugehen, während andere Schadstoffquellen beispielsweise in der Industrie, Stromproduktion oder Schifffahrt unangetastet bleiben, ist dabei nicht hilfreich.
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