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Schadstoffe in den Abgasen
Die Hauptschadstoffe in den Abgasen von Motorfahrzeugen
- Kohlenstoffmonoxid (CO)
- Unverbrannte Kohlenwasserstoffe (HC) / Flüchtige organische Verbindungen (VOC)
- Stickoxide (NOx)
- Feinstaub (PM10)
- Ozon (O3)
Kohlenstoffmonoxid (CO)
Kohlenstoffmonoxid (CO) ist nicht zu verwechseln mit Kohlenstoffdioxid, umgangssprachlich auch Kohlensäure genannt (CO2). CO2 ist verantwortlich für die Zunahme des Treibhauseffekts, der das Erdklima erwärmt, aber es ist nicht toxisch. Kohlenstoffmonoxid hingegen ist selbst in geringen Mengen gefährlich, denn es bindet sich an die roten Blutkörperchen und verhindert so, dass der Sauerstoff sich daran fixieren kann. Ist man diesem farb- und geruchlosen Gas ausgesetzt, kann ein Teil der roten Blutkörperchen, die normalerweise Sauerstoff transportieren, diese Funktion nicht mehr wahrnehmen.
Im Alltag sind Verkehr und Tabakrauch die Hauptquellen der CO-Emissionen. Laut verschiedenen wissenschaftlichen Studien sind bei einem Stadtbewohner im Durchschnitt ungefähr 2% der roten Blutkörperchen durch Kohlenstoffmonoxid "ausser Betrieb" gesetzt, bei regelmässigen Rauchern sind es zwischen 5 bis 10%.
Sind mehr als 20% der Blutkörperchen mit Kohlenstoffmonoxid belegt, sind ernsthafte Schäden an Gehirn und Herz die Folge – diese zwei Organe reagieren am empfindlichsten auf Sauerstoffmangel. Bei einer Sättigung von über 50% tritt der Tod ein. Damit ein solcher Wert erreicht wird, muss man einer grossen Konzentration dieses Gases ausgesetzt sein, das dann allerdings in kurzer Zeit tödlich wirkt. Dies kann manchmal in Tunnels oder Tiefgaragen auftreten, auch wenn diese belüftet sind. Ein Grund mehr, den Motor auszuschalten, wenn man warten muss.
Unverbrannte Kohlenwasserstoffe (HC) /
Flüchtige organische Verbindungen (VOC)
Flüssiges Benzin besteht aus einem Gemisch von verschiedenen Kohlenwasserstoffen (HC). Abgase enthalten immer etwas unverbranntes Benzin und somit sogenannte "unverbrannte" Kohlenwasserstoffe. Die unvollständige Verbrennung ist typisch für 2-Takt-Motoren, die eben kein Injektionssystem aufweisen (Scooter, Mopeds, Rasenmäher, Baumaschinen, Aussenbordmotoren), und betrifft in geringerem Ausmass auch 4-Takt-Motoren. Bestimmte unverbrannte Kohlenwasserstoffe – wie Benzol und Toluol – sind äusserst gesundheitsschädlich. Diese Gase dringen beim Atmen tief in die Lungen ein und gelangen so ins Blut. Sie greifen die Blutgefässe an und führen zu Herz-Kreislauf-Erkrankungen sowie Herzinfarkten. Sie schädigen auch die Erbsubstanz (DNA) in den Zellen und erhöhen das Krebsrisiko.
Automotoren – Benzin oder Diesel – produzieren wenig unverbrannte Kohlenwasserstoffe, da der Katalysator diese zu mehr als 90% eliminiert. Dank der Einführung der Katalysatoren ist die Konzentration dieser Stoffe in der Luft zwischen 1980 und 2005 stark zurückgegangen. Seither stagnieren jedoch die Werte, da die Anzahl der Motorroller explosionsartig zugenommen hat. Wissenswert: Verzichtet man auf Blitzstarts und Fahren mit Vollgas bei Motorrollern, läuft die Verbrennung besser ab, und die Emissionen an unverbrannten Kohlenwasserstoffen können deutlich reduziert werden.
Ist von den Abgasemissionen durch den Motorverkehr die Rede, werden oft "nur" die flüchtigen organischen Verbindungen (VOC) genannt, d.h. chemische Verbindungen auf Kohlenstoffbasis, die leicht verdampfen. Alle unverbrannten Kohlenstoffverbindungen sind aber mitgemeint.
Stickoxide (NOx)
Unter der Bezeichnung NOx werden zwei Gase zusammengefasst: NO und NO2 ("NOx" selbst ist kein Gas). Sie werden hauptsächlich von Diesel- aber auch von Benzinmotoren produziert. Im Grossen und Ganzen besitzen sie dieselben Eigenschaften (da NO sich spontan in NO2 umwandelt): Sobald sie mit Wasser in Verbindung kommen, entsteht Säure.
Aus diesem Grund greifen Autoabgase die Atemwege von Menschen, Tieren und Pflanzen an. Auch "saurer" Regen ist auf die aggressiven Stickstoffgase zurückzuführen. Mit der Einführung der Katalysatoren konnten die NOx-Emissionen zwar bei den Benzinautos gesenkt werden. Da aber gleichzeitig der Verkehr und die Anzahl der Dieselmotoren zugenommen haben, werden die zulässigen Grenzwerte in einigen Städten und entlang grosser Verkehrsachsen noch immer überschritten. Es gibt auch spezielle "Anti-NOx"-Katalysatoren für Dieselfahrzeuge.
Feinstaub (PM10)
Unter Feinstaub versteht man mikroskopisch kleine Staubpartikel, die in grossen Mengen von Dieselmotoren, Cheminée-Feuern, Zigarettenrauch etc. produziert werden, aber auch beim Braten und Grillen anfallen. Diese Teilchen, deren Durchmesser weniger als 10 Mikrometer beträgt, werden unter der Abkürzung PM10 (Englisch "Particulate Matter") zusammengefasst. Es gibt aber auch noch viel kleinere Partikel: PM2,5, PM1 und sogar PM0,1 (mit Durchmesser von weniger als ein Zehntel Mikrometer).
Je kleiner die Partikel, desto eher gelangen sie tief in die Lunge, wo sie an den Lungenbläschen kleben bleiben. Dies hat zur Folge, dass die Atemkapazität eingeschränkt wird und das Risiko einer Lungenkrebserkrankung zunimmt. Die Partikel enthalten ausserdem gesundheitsschädliche und krebsverursachende Substanzen, die wasserlöslich sind. Im feuchten Milieu der Lunge lösen sie sich auf und gelangen ins Blut. Deshalb sind diese Partikel nicht nur an der Entstehung von Lungenkrebs beteiligt, sondern verursachen auch Herzinfarkte.
Seit einigen Jahren sind Partikelfilter für Dieselmotoren erhältlich, die die erzeugte Menge an PM10 reduzieren können.
Ozon (O3)
Bodennahes Ozon – nicht zu verwechseln mit der Ozonschicht in der Stratosphäre, die uns vor den ultravioletten Strahlen der Sonne schützt – gilt als "sekundäre" Luftverschmutzung. Ozon wird nicht direkt von Motorfahrzeugen ausgestossen. Es entsteht unter der Einwirkung von Licht und Wärme auf die NOx und die VOCs.
Sobald der Ozonwert in Bodennähe stark steigt, brennen die Augen, das Atmen fällt schwer und das Risiko eines Kreislaufkollapses steigt. Wild- und Kulturpflanzen weisen ein schwächeres Wachstum auf.
Paradoxerweise kommt Ozon in verkehrsreichen Gebieten eher selten vor, denn die Konzentration der NOx (auch sie reizen die Atemwege) ist zu hoch, als dass sich Ozon bilden könnte. Es ensteht jedoch, wenn die VOCs und NOx vom Wind einige Kilometer weit von ihrer Emissionsquelle weggetragen sind. Deshalb misst man auf dem Land in der Nähe von grossen Städten die höchsten Ozonwerte.
Verkehrsabgase sind nicht die einzige Ursache für die Ozonbildung. Auch Heizungen, die den Sommer über laufen, um Warmwasser zu produzieren, Industrie und Landwirtschaft haben ihren Anteil. Es ist aber so, dass der Sommer, der die Entstehung von Ozon begünstigt, auch mit der Ferienzeit zusammenfällt, und das heisst mehr Autoverkehr.