Smog

Der Titel dieses Artikels ist mehrdeutig. Weitere Bedeutungen sind unter Smog (Begriffsklärung) aufgeführt.

Luft über Peking an einem Tag nach dem Regen (links) und an einem sonnigen Tag mit Smog zwei Tage früher (rechts)

Smogwolke aus Peking Richtung Große Mauer, März 2008

Smog ist ein Kofferwort aus dem engl.: smoke (Rauch) und fog (Nebel). Es bezeichnet eine durch Emissionen verursachte Luftverschmutzung, die insbesondere in Großstädten auftritt. Im allgemeinen Sprachgebrauch beschreibt er die Anwesenheit von Luftschadstoffen in gesundheitsschädlichen und sichtbeeinträchtigenden Konzentrationen.

Wissenschaftlich gesehen bezeichnet Smog stark erhöhte Luftschadstoffkonzentrationen über dicht besiedeltem Gebiet infolge besonderer meteorologischer Bedingungen (z. B. Inversionswetterlage). Generell tritt Smog nur während windschwacher Wetterlagen auf. Auch eine durch Tal- oder Kessellagen ungünstige Topographie fördert die Entstehung von Smog. So kann in ländlichen Regionen, in denen intensiv Holz verfeuert wird, bei ungünstiger Topographie Smog auftreten.

Wortursprung und Geschichte

Der Begriff ist ein Kofferwort und setzt sich aus den englischen Worten smoke (Rauch) und fog (Nebel) zusammen. Er wurde Anfang des 20. Jahrhunderts in London geprägt, als Smog dort eine häufige Erscheinung war und zu dieser Zeit auch London Peculiars (Londoner Eigenheiten) genannt wurde. Im Dezember 1952 wurde die Stadt London von einer schweren Smog-Katastrophe heimgesucht, die bis zu 12.000 Einwohnern das Leben kostete, weshalb dieses Ereignis auch den Namen The Great Smog trägt.^[1] Im Nachgang dieser Katastrophe wurde der Clean Air Act verabschiedet, ein Bündel von Maßnahmen, um die Luftqualität in der Metropole nachhaltig zu verbessern. Seither gibt es diese Art von Wintersmog in London kaum mehr.

Entstehung

Fumigation-Lage: Wintersmog in Schanghai (1993) mit einer deutlichen Grenzschicht für die vertikale Luftausbreitung

Die Mischung aus Ruß, Schwefeldioxid (SO₂), Staub (trockener Dunst) und Nebel kann sich unter den ungünstigen Bedingungen einer Inversionswetterlage, insbesondere vom Typ Fumigation, lange über einer Stadt halten und ist meist gesundheitsschädlich. Der Rauch stammt dabei aus verschiedenen Quellen wie kalorischen Kraftwerken, Holzfeuerungen und Fahrzeugen mit Verbrennungsmotoren.

Aus Schwefeldioxid und Wasser bilden sich Sekundärschadstoffe wie schweflige Säure (H₂SO₃) und Schwefelsäure (H₂SO₄). Diese führen zu Schäden an Pflanzen, Gebäuden sowie zu Reizungen der Atemwege und Augen beim Menschen. Auch flüchtige Bestandteile von Lacken und anderen Lösungsmitteln und Dämpfe aus der chemischen Industrie bildet sich Nebel zu Smog.

Diese Art von Smog wird auch Wintersmog oder London-Smog genannt. Es handelt sich um reduzierenden Smog. Zusätzlich zu dieser eigentlichen Bedeutung unterscheidet man auch noch den Sommersmog (Los-Angeles-Typ). Auch der übertragene Begriff Elektrosmog bezeichnet im weitesten Sinne eine „Verschmutzung“.

Wirkung von Smog auf den Menschen

Giftiger Smog in Moskau, 2010

Kohlenstoffmonoxidkonzentrationen von mehr als 0,01 % führen zu Kopfschmerzen und Übelkeit. Hohe Konzentrationen führen zu Bewusstlosigkeit und zum Tod durch Sauerstoffmangel. Stickoxide und Ozon reizen die Schleimhäute und können zu chronischen Atemwegserkrankungen führen. Hohe Feinstaubkonzentrationen führen zu einer Belastung des Herz-/Kreislaufsystems und sind zunehmend mit Spitaleintritten und Todesfällen wegen Herzkrankheiten verbunden. Kohlenwasserstoffverbindungen können krebserregend sein. Stärkere körperliche Belastungen (auch Sport) sollen bei Smog-Alarm vermieden werden. Smog ist ein Problem vieler Großstädte. Bei hohen Schadstoffkonzentrationen sind einige Städte dazu übergegangen, Fahrverbote für Kraftfahrzeuge auszusprechen. Der Autofahrer selbst hat – solange der Verkehr noch läuft – die Möglichkeit sich vor diesen Smog-Substanzen zu schützen, indem er einen hochwertigen Kabinenluftfilter (Innenraumfilter) in sein Fahrzeug einbaut und diesen auch regelmäßig erneuert – die Hersteller empfehlen einen jährlichen Tausch.

Allerdings ist nicht jede Regierung und Verwaltung aus wirtschaftlichen Gründen bereit, das Phänomen „Smog“ anzuerkennen.

Wintersmog in Deutschland

Verkehrsverbot bei Smog (Zeichen nicht mehr gültig)

Im Ruhrgebiet kam es im Dezember 1962 zu einer ernsten Smoglage mit über 150 Todesopfern (siehe Smog-Krise im Ruhrgebiet 1962 ).^[2] Smogalarm der Stufe I wurde dort erstmals am 17. Januar 1979 ausgelöst.^[3] Aufgrund einer ausgeprägten Inversionswetterlage musste sechs Jahre später, am 18. Januar 1985, für das westliche Ruhrgebiet, zum ersten Mal in der Bundesrepublik Deutschland, Smogalarm der Stufe III, verbunden mit Fahrverboten für den Privatverkehr und Einschränkungen für die Industrie, ausgelöst werden.^[4][5] Auch West-Berlin hatte in den 1980er-Jahren mehrere Smogalarme, so am 17. und 18. Januar 1980 (Stufe I)^[6], erneut am 24. Januar 1980, am 19. Dezember 1981 und vom 1. bis 3. Februar 1987 (Stufe I und Fahrverbot).^[7] Am 2. Februar 1987 erfolgte Smogalarm (Stufe II ohne Fahrverbot) im Raum Braunschweig/Wolfenbüttel. Am 3. Februar 1987 wurde in Hamburg die Smogalarmstufe I mit einem achtstündigen Fahrverbot ausgerufen. Zum letzten Mal wurden die Messwerte für eine Auslösung der Smog-Vorwarnstufe im Januar 1991 in Berlin erreicht. Durch bessere Filtertechnik in Kraftwerken und den Wegfall der DDR-Industrie hat sich die Luftqualität in Deutschland insgesamt so stark gebessert, dass alle Bundesländer in den 1990er-Jahren ihre Smog-Verordnungen abgeschafft haben.

Neuere gesetzliche Regelungen

Nach dem Wegfall der Smog-Verordnungen aus den 1980er-Jahren treten inzwischen andere Formen der Luftverunreinigung in den Vordergrund bei den gesetzlichen Regelungen. Ab Januar 2005 galten neue, strenge EU-Grenzwerte für Dieselruß und andere Staubteilchen (22. BImschV). Diese Regelungen wurden im Jahre 2010 durch die 39. BImSchV erweitert und verschärft. Bei starker Luftverschmutzung können deshalb sogar Fahrverbote angeordnet werden. In Deutschland ist außerdem im Gespräch, den Schadstoffausstoß von PKW und LKW durch neue Tempo-30-Zonen zu senken, obwohl dies möglicherweise die Emissionen auch steigern könnte, da die wenigsten Autofahrer früh in den höheren Gang schalten und viele dann nur noch maximal den 3. Gang für die Stadt benutzen könnten. Nach Einführung der LKW-Maut ist in Deutschland auch eine City-Maut für Innenstädte angesprochen worden.

Anfang 2005 klagten zahlreiche Anwohner von Hauptverkehrsstraßen erfolgreich bei Verwaltungsgerichten auf Durchsetzung der EU-Richtlinie. Die betroffenen Kommunen erarbeiten daher Maßnahmen, um partikelemittierende Fahrzeuge (ältere Dieselfahrzeuge) aus feinstaubbelasteten Zonen herauszuhalten. Als wahrscheinlichste Regelung wird ein generelles Fahrverbot für Dieselfahrzeuge ohne Rußfilter u. a. in den Innenstädten von München, Stuttgart und Frankfurt erwartet. Kritiker befürchten Versorgungsprobleme bzw. massive Preissteigerungen des Einzelhandels in den Innenstädten, da diese meist über ältere Transportfahrzeuge verfügen, deren Nachrüstung unverhältnismäßig teuer wäre. Zudem sind ältere Dieselfahrzeuge noch immer nicht zweifelsfrei als Hauptverursacher der erhöhten Feinstaubwerte identifiziert. So wurden überhöhte Feinstaubkonzentrationen auch aus ländlichen Gebieten gemeldet.

Ausnahmen von Verkehrsverboten konnten durch ein Zusatzschild angezeigt werden. Es sprach eine Freistellung von einem Verkehrsverbot nach § 40 Abs. 2 Bundes-Immissionsschutzgesetz aus. Es galt für Fahrzeuge mit einer G-Kat-Plakette. Diese Regelungen wurden 2007/2008 von den Umweltzonen ersetzt.

Sommersmog – Los-Angeles-Typ

Los Angeles im Smog

Die andere, heute häufigere Smog-Art, ist der Photosmog (auch Sommersmog, Ozon-Smog oder LA-Smog genannt). Es handelt sich um oxidierenden Smog.

Er tritt in den wärmeren Monaten des Jahres auf, wenn die einfallende UV-Strahlung in Verbindung mit

• Stickoxiden (NO_x) aus beispielsweise Autoabgasen oder Kraftwerken,
• Wasserstoffperoxid,
• Kohlenmonoxid,
• Flüchtige organische Verbindungen (VOC)

zu erhöhten Konzentrationen an Photooxidantien (Ozon, Peroxyacetylnitrat, Aldehyden, HNO₃) führt.

Zur Bildung hoher Ozonkonzentrationen müssen folgende Voraussetzungen erfüllt sein: Das Vorhandensein der beiden Vorläuferstoffe NO_x und (NM)VOC, intensive Sonnenstrahlung und eine mehrere Tage andauernde stabile Schönwetterperiode, die zu einer Speicherung von Ozon innerhalb der atmosphärischen Mischungsschichten führt.

Ozonalarm

In mehreren europäischen Ländern (etwa in Frankreich und der Schweiz) existieren Gesetze, die beim Überschreiten bestimmter Ozonkonzentrationen niedrigere Geschwindigkeitsbeschränkungen oder sogar Fahrverbote vorschreiben. In Deutschland liegt dies in der Verantwortung der Länder. Ein bundeseinheitliches Sommersmoggesetz war von 1995 bis 1999 gültig.

In Deutschland wurde zum ersten Mal am 26. Juli 1994 für das Bundesland Hessen ein solcher Ozonalarm ausgelöst, da die Konzentration von 180 Mikrogramm pro Kubikmeter überschritten worden war, es galt drei Tage lang Tempo 90 auf Autobahnen und Tempo 80 auf Landstraßen.

Haze

Kuala Lumpur im Haze

Als Haze (englisch für Dunst, Dunstglocke) wird eine Form von Smog bezeichnet, die infolge unkontrollierter Brände, Brandrodungen oder Naturkatastrophen entsteht.^[8] Insbesondere wird die Bezeichnung im Zusammenhang mit immer wieder auftretenden Luftverunreinigungen in Südostasien verwendet, die in Malaysia, Singapur, Südthailand oder Indonesien auftreten. Hintergrund sind meist Brandrodungen auf Sumatra und dem indonesischen Teil von Borneo zur Erweiterung von Ölpalm-Plantagen ^[9].

Die Schadstoffwerte in der Luft schwanken je nach Wetterlage und Ort. Bei stark erhöhten Schadstoffwerten können Augen und Atemwege gereizt werden. Insbesondere gefährdete Personengruppen wie Senioren und kleine Kinder sollten dann körperliche Anstrengungen im Freien vermeiden. Asthmatiker und Allergiker halten sich am besten in geschlossenen Räumen auf.^[10]

Nachdem 1997 durch Brände auf mehr 9 Millionen Hektar Land Hazes in Brunei, Indonesien, Malaysia, den Philippinen, Singapur und Thailand auftraten, initiierten die ASEAN-Staaten ein Programm zur Beobachtung und Verhinderung von Hazes, das 2002 in dem Umweltabkommen ASEAN Agreement on Transboundary Haze Pollution mündete. ^[11]

Quellennachweise

Literatur

• E. Meyer: Schwefeldioxid-Emission und Smog-Bildung, in: Chemie Ingenieur Technik 1969, 41, 1056–1059; doi:10.1002/cite.330411905.
• I. Barnes, K.-H. Becker, P. Wiesen: Organische Verbindungen und der Photosmog, in: Chemie in unserer Zeit 2007, 41, 200–210; doi:10.1002/ciuz.200700415.

Weblinks

Commons: Smog – Album mit Bildern, Videos und Audiodateien

Wiktionary: Smog – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen

• Ozonperiode 2003
• Smog/Sommersmog/Wintersmog
• www.wissenschaft.de: Was dreckige Fenster mit Smog zu tun haben