I

Inhaltsverzeichnis

Inhaltsverzeichnis   I

Abk  ürzungsverzeichnis  III

Abbildungsverzeichnis   IV

Tabellenverzeichnis IV   

1.  Einleitung.  1

2.  Luft  3

2.1.  Gase  4

2.1.1.  Kohlenmonoxid (CO)  4

2.1.2.  Kohlendioxid (CO 2 )  5

2.1.3.  Schwefeldioxid (SO2)  6

2.1.4.  Stickstoffoxide (NO X )  7

2.1.5.  Methan (CH 4 )  8

2.1.6.  Benzol (C 6 H 6 )  9

2.1.7.  Formaldehyd (HCHO)  9

2.1.8.  Fluorchlorkohlenwasserstoff (FCKW)  10

2.1.9.  Ozon (O 3 )  11

2.2.  Stäube  12

2.3.  Aerosole  14

2.4.  Gerüche  15

3.  Wasser.  18

3.1.  Abwasser  20

3.2.  Tenside  22

3.3.  Exkremente  24

3.4.  Polychlorierte Biphenyle (PCB)  25

3.5.  Öle.  26

4.  Boden.  28

4.1.  Schwermetalle.  30

4.1.1.  Blei (Pb)  30

4.1.2.  Cadmium (Cd)  31

4.1.3.  Quecksilber (Hg)  32

4.2.  Klärschlamm  33

4.3.  Dünger  35

II

4.4.  Biozide  37

4.5.  Dioxine (PCDD) und Furane (PCDF)  40

4.6.  Versauerung.  41

4.7.  Erosion  42

5.  Radioaktivität.  43

6.  Lärm.  46

7.  Emissionen im weiteren Sinne  48

7.1.  Tourismus  49

7.1.1.  Landschaftszerstörung.  50

7.1.2.  Landschaftszersiedelung  51

7.1.3.  Landschaftsverschmutzung  51

7.1.4.  Luftverschmutzung  52

7.1.5.  Pflanzengefährdung  52

7.1.6.  Tiergefährdung  53

7.1.7.  Wasserverschmutzung  54

7.2.  Lebensmittel.  55

7.3.  Information  57

8.  Fazit.  61

Literaturverzeichnis   i

Glossar   ix

Abb. Abbildung engl. englisch Hrsg. Herausgeber i. Allg. im Allgemeinen i.d.R. in der Regel Jg. Jahrgang N.N. anonym (nomen nescio) o.g. oben genannte/ -n o.J. ohne Jahr o.V. ohne Verfasser S. Seite s. siehe sog. sogenannte/ -n Tab. Tabelle trop. troposphärisch u. und u.a. unter anderem UV ultraviolett u.v.m. und viel/ -e mehr vgl. vergleiche z.T. zum Teil

Abb. 1: Schadstoffeintrag in die Ozeane 19 Abb. 2: Herkunft BSB 5 22 Abb. 3: Mineraldüngerverbrauch 1950 und 1995 36 Abb. 4: Lautstärke in Abhängigkeit der Verkehrsdichte 47

Tabellenverzeichnis

Tab. 1: Ausgewählte Abwasserdaten für Deutschland 20 Tab. 2: Klärschlammverbleib in Deutschland 1994 34 Tab. 3: Reichweite von Strahlung 44 Tab. 4: Halbwertzeiten 45

1

1. Einleitung

Diese Arbeit ist Teil eines Projektes zu dem Thema "Effizienz und nachhaltiges Wachstum". Vor diesem Hintergrund ist die Untersuchung von Emissionen auf spezielle Weise vorzunehmen. Es kann in diesem Fall nicht darum gehen, die Vielzahl der Emissionen beispielsweise in Stoffklassen einzuteilen, wie es für ein Chemielehrbuch sinnvoll wäre. Vielmehr soll in diesem Zusammenhang der Einfluss von Emissionen auf Effizienz und Nachhaltigkeit beleuchtet werden. Nachhaltigkeit ist „eine Entwicklung, die die Bedürfnisse der Gegenwart befriedigt, ohne die Möglichkeiten zukünftiger Generationen einzuschränken, ihre Bedürfnisse zu befriedigen.” ¹ Als effizient wird das Verhalten bezeichnet, das die Kriterien der Nachhaltigkeit erfüllt.

Um im Weiteren genauer auf einzelne, für diese Thematik besonders bedeutende Emissionen eingehen zu können, wird zunächst eine Begriffsdefinition vorgenommen. Emissionen sind an die Umweltmedien abgegebene Abfälle aus Produktion und Konsumtion, häufig auf Schadstoffe beschränkt. „The reason that Emission from human activities cause such pollution problems is that they are huge compared with natural Emissions.“ ² Für diese Arbeit wird der Emissionsbegriff in sofern modifiziert, als darunter "nur" die anthropogenen Einträge und Einflüsse auf die Umweltmedien verstanden werden, die der Nachhaltigkeit entgegenstehen. Es werden Stoffe behandelt, die die Wohlfahrt der Menschen kurz- oder langfristig, direkt oder indirekt mindern. Ein Verhalten, das zu solchen Emissionen führt, kann langfristig betrachtet nicht effizient sein.

Emission ist auch ein zentraler Begriff im Umweltschutz. Wenn etwas an die Umwelt abgegeben wird, bezeichnet man das als Emission. Emittiert werden u.a.: Rauch, Gas, Staub, Abwasser, feste Stoffe und Gerüche, aber auch Geräusche, Erschütterungen und Strahlen. Die Verursacher heißen Emittenten. Die Immission, d.h. das Auftreten einer Emission an dem Ort, an dem sie eine Wirkung entfaltet, unterscheidet davon meist erheblich. Dies ist darauf zurückzuführen, dass sich Emissionen in der Atmosphäre (Lufthülle der Erde) ausbreiten und verdünnen. Auch im Wasser werden sie transportiert oder biologisch abgebaut. Darüber hinaus sind Reaktion mit anderen Emissionen eine gravierende Ursache für die unabsehbare Wirkung emittierter Stoffe. Emissionen sind also grenzüberschreitend weshalb es sich dabei um ein weltweites Problem handelt. Vielfach sind Emissionen unbeabsichtigte Kuppelprodukte, die bei Produktionsprozessen in die Umwelt emittiert werden. Aber auch durch den Kon-

¹ Dieren, van (1995), S. 106.

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sum (die Produktion von Nutzen) wird ein erheblicher Teil der Emissionen direkt oder indirekt verursacht.

Der Rahmen dieser Ausarbeitung lässt keine erschöpfende Behandlung dieses komplexen Themas zu. Es soll aber, anhand von exemplarischen Beispielen, ein fundierter Einblick in die Problematik und Vielfalt von Emissionen gegeben werden. Es wird eine Zuordnung der Emissionen nach dem Medium vorgenommen, in das die Stoffe emittiert werden, also Luft, Wasser und Boden. Die jeweilige Zuordnung ist dabei keineswegs eindeutig, denn es kommt in vielen Fällen auch zu Belastungen der jeweils anderen Umweltmedien. Es soll gleich zu Beginn drauf hingewiesen werden, dass in dieser Arbeit nicht auf Richt- oder Grenzwerte einzelner Stoffe eingegangen wird. Bei Grenzwerten handelt es sich um die Festlegung von Schadstoffkonzentrationen, die nach derzeitigem Wissensstand keine nachweisbaren Schäden bei Mensch, Tier und Pflanze verursachen. Richtwerte können weitaus höhere Konzentrationen zulassen, sie stellen eine juristische Grenze dar, bis zu der geschädigt werden darf. Sie sind damit ein ökonomisch orientierter Kompromiss. Niemand wird in der Lage sein, bei kritischen Stoffen eine garantiert unschädliche Konzentration festzulegen. Noch wichtiger ist die unabsehbare Auswirkung vieler Emissionen, die einzeln möglicherweise unproblematisch sind. In der Umwelt kommt es zu Reaktionen zwischen solchen Stoffen. ³ Diese Verbindungen stellen ein erhebliches Risiko dar, zumal viele unbekannt und unerforscht sind. ⁴ Vor diesem Hintergrund erscheinen die Grenz- und Richtwerte als mehr oder weniger wahllos festgelegt. ⁵ Ihnen folgt nicht ein Restrisiko, wie es häufig genannt wird, sonder ein unbestimmtes Risiko. ⁶ Aus diesen Gründen sollen Grenz- und Richtwerte hier nicht berücksichtigt werden. 7

Die beschriebenen Stoffe und Einflüsse werden im wesentlichen auf ihre Quellen, den Nutzen für die Menschen sowie die Ursache für den Eintrag in die Umwelt untersucht. Auch die Entwicklung und die Senken der jeweiligen Emission sind Gegenstand der Betrachtung, sie unterstützen die Beurteilung in Bezug auf die Nachhaltigkeit. Ferner erfolgt eine Einschätzung der Wirkung auf den Menschen.

Zunächst erfolgt in Teil zwei die Beschreibung von Luftschadstoffen anhand einiger Beispiele. Anschließend wird auf die gewässerbelastenden Emissionen eingegangen, bevor im vierten

² Vgl. http://www.igc.org/wri/cpi/pubs/cni-air.html.

³ Vgl. Süddeutsche Zeitung, Nr. 013, 18.01.2000, S. V2/ 11.

⁴ Vgl. Koß (1997), S. 29ff.; vgl. auch Hartkopf (1983), S. 43.

⁵ Vgl. Der Spiegel, 23/ 1997, S. 20.

⁶ Vgl. Kortenkamp (1988), S. 225ff, insbesondere S. 237f.

⁷ Vgl. Kortenkamp (1988), S. 11f.

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Teil Einträge in den Boden dargestellt werden. Weitere Schwerpunkte sind Strahlung und Lärm. Danach folgt eine Erweiterung des Emissionsbegriffes, um anschließend weitere Problemfelder im Zusammenhang mit Nachhaltigkeit zu behandeln. Eine Loslösung von Emissionen im eigentlichen Sinne wird über drei Stufen vorgenommen. Das Fazit (Teil 8.) bietet eine Ausblick in die Zukunft unter Berücksichtigung der bisherigen Entwicklungen.

2. Luft

Im folgenden Abschnitt wird die Belastung der Luft behandelt. In diesem Zusammenhang wird der Begriff "Luft" mit dem der "Atmosphäre" gleichgesetzt. Die Atmosphäre bildet einen ca. 500 km dicken, gasförmigen Puffer zwischen Erdoberfläche und Weltraum. Durch ihre Eigenschaft, die UV-Strahlung aus dem Weltraum zu filtern und gleichzeitig die Erde vor dem Auskühlen zu schützen, wird das Leben auf der Erde erst möglich. In dieser Ausführung spielen vor allem die Troposphäre (bis zur Höhe von 15 km) und die Stratosphäre (oberhalb der Troposphäre bis ca. 60 km Höhe) eine wichtige Rolle. ⁸ Im Folgenden soll nicht die Luft selber, sondern die Luftverschmutzung untersucht werden.

Emissionen, die in die Atmosphäre gelangen, stammen nicht nur aus anthropogenen Quellen. Ein nicht zu vernachlässigender Teil resultiert aus natürlichen Einträgen, z.B. aktiven Vulkanen. Es muss jedoch beachtet werden, dass die natürlichen Quellen auch durch Eingriffe von Menschen beeinflusst sind und in vielen Fällen ausgeweitet werden. Waldbrände könnten als natürliche Quelle für verschiedene, schädliche Gase angeführt werden. Dabei wird aber außer Acht gelassen, dass Waldbrände häufig direkt oder indirekt auf Einwirken des Menschen auf die Natur zurückzuführen sind. Im Folgenden wird nur auf unstrittig anthropogene Emissionen eingegangen, die das wichtige Gut Luft nachteilig beeinflussen. Es sei darauf hingewiesen, dass die Luft eine Sonderstellung unter den Umweltmedien einnimmt, da die meisten Lebewesen diesem Medium seit der Geburt ununterbrochen ausgesetzt sind und der Kontakt mit der Luft mengenmäßig die anderen Umweltmedien übertrifft. Diese Sonderstellung zeigt sich insbesondere dadurch, dass die Begleitstoffe der Atemluft ihr toxisches (giftig) Potenzial unmittelbar entfalten können. ⁹ Gerade im Hinblick auf Gesundheitsbelastungen müssen die Emissionen bei und durch den Konsumenten besonders beachtet werden. Im Gegensatz zur Industrie werden hier die Emissionen nicht z.B. durch hohe Schornsteine in der Luft verteilt

⁸ Vgl. Koß (1997), S. 17f.; vgl. BFT (1994), S. 15.

⁹ Vgl. Marquardt (1997), S. 729; vgl. auch http://www.igc.org/wri/press/childair.html.

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und "verdünnt". Der Konsument ist seinen emittierten Stoffen unmittelbar ausgesetzt und nimmt, besonders in Städten, diese häufig in bedenklichen Konzentrationen auf. Bereits 1990 atmeten ca. 150 Mio. Amerikaner Luft ein, die als gesundheitsschädlich eingestuft wurde. 10

2.1. Gase

Die unbelastete Luft besteht aus neun Gasen, 78% Stickstoff, 21% Sauerstoff und 1% sonstiger Gase. Diese Zusammensetzung ist heute nur noch selten feststellbar. ¹¹ Die natürliche Zusammensetzung der Luft wird durch anthropogene Emissionen gestört. Aus Schornsteinen der Großfeuerungsanlagen (Heiz- und Kraftwerke), der Industriebetriebe und Wohnhäuser sowie aus den Auspuffanlagen der Autos werden verschieden Gase emittiert. Mengenmäßig sind Kohlendioxid gefolgt von Kohlenmonoxid, Schwefeldioxid und den Stickstoffoxiden die bedeutendsten Einträge in die Atmosphäre. ¹² Diese Schadstoffe entstehen bei der Verbrennung der Nichtmetalle wie z.B. Kohlenstoff, Schwefel, Phosphor und Stickstoff. Gase haben die Eigenschaft, sich gleichmäßig in der Luft zu verteilen und sich hierdurch sehr weit zu verbreiten. Diese Tatsache führt auch dazu, dass die Treibhausgase sich unabhängig von ihrem Ent-stehungsort rund um den Erdball verteilen. ¹³ Zu den Treibhausgasen zählen im wesentlichen Kohlendioxid, Methan, Fluorchlorkohlenwasserstoff, Distickstoffoxid (Lachgas), Ozon (trop.) und Wasser. 14

Im Folgenden wird auf einige der gasförmigen Schadstoffe näher eingegangen.

2.1.1. Kohlenmonoxid (CO)

Quellen sind vor allem unvollständige Verbrennungsvorgänge durch mangelnde Sauerstoffzufuhr von Kohlenstoff und kohlenstoffhaltigen Verbindungen. ¹⁵ Über 90% der direkten Emission dieses farb-, geruch- und geschmacklosen Gases werden unmittelbar durch den Menschen verursacht. ¹⁶ Allein in Deutschland wird die CO-Emission auf jährlich etwa 11 Mio. t (1990) geschätzt. ¹⁷ CO gelangt nicht nur über Emissionen aus der Verbrennung fossiler Brennstoffe (Industrie, Hausfeuerung und Verkehr) in die Atmosphäre. Die photochemische Oxidation von flüchtigen organischen Verbindungen (z.B. Methan in der Troposphäre) trägt

¹⁰ Vgl. French (1990), S. 187; vgl. auch http://www.wri.org/wri/wr-98-99/pdf/wr98_hh5.pdf.

¹¹ Vgl. Hartkopf (1983), S. 42.

¹² Vgl. Hartkopf (1983), S. 42.

¹³ Vgl. Hartkopf (1983), S. 43.

¹⁴ Vgl. Guderian (2000, 1b), S. 350; vgl. auch Joussaume (1996), S. 115.

¹⁵ Vgl. Strubelt (1989), S. 73f.

¹⁶ Vgl. Heintz (1993), S. 50; vgl. auch Strubelt (1989), S. 73.

¹⁷ Vgl. Fellenberg (1997), S. 52; vgl. http://www.wri.org/wri/wr-00-01/pdf/ac2n_2000.pdf.

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erheblich zu der Gesamtkonzentration bei. Die Methanoxidation ist eine der größten indirekten Quellen für CO und zugleich wichtige Senke für Methan. Der Einfluss durch Produktion und Konsum wird durch die Tatsache verdeutlicht, dass der CO-Gehalt auf der Nordhalbkugel 2,5 mal so hoch ist wie auf der weniger industrialisierten Südhalbkugel. Es handelt sich bei CO um ein ungewolltes aber unvermeidbares Abfallprodukt fast aller Verbrennungsvorgänge. CO wird in der Atmosphäre relativ schnell zu Kohlendioxid oxidiert und zu Ozon abgebaut, wodurch sich die Konzentration von Kohlendioxid in der Atmosphäre stetig erhöht. Für den Menschen ist besonders die Emission von Kohlenmonoxid aus den Kraftfahrzeugabgasen von Bedeutung. Die Abgase werden bodennah in der unmittelbaren Umgebung des Menschen eingebracht. Sie sind eine direkte und kurzfristige Gefahr, denn bereits geringe Konzentrationen in der Atemluft blockieren den Sauerstofftransport im Blut, was unmittelbar lebensgefährlich ist. 18

2.1.2. Kohlendioxid (CO 2 )

Die anthropogenen Quellen für CO 2 sind weitgehend die gleichen wie bei dem oben beschriebenen Kohlenmonoxid. Der entscheidende Unterschied besteht darin, dass CO 2 bei vollständiger Verbrennung (Oxidation) von C-haltigen Brennstoffen entsteht. ¹⁹ Die Verweilzeit in der Atmosphäre beträgt 50-200 Jahre. ²⁰ Für 60% des CO 2 sind die Ozeane und die Biosphäre der Kontinente Senke zu etwa gleichen Teilen. Die übrigen 40% verbleiben in der Atmosphäre und bewirken den Anstieg des CO 2 -Gehaltes. Der Transport von der Atmosphäre in die Ozeane verläuft sehr langsam (bis zu acht Jahre), so dass die steigenden Emissionen die Konzentration in der Atmosphäre steigern. ²¹ Der Anstieg der CO 2 -Konzentration wird von Menschen in zweierlei Hinsicht verursacht. Auf der einen Seite werden die natürlichen Abbauprozesse durch steigende Emission überfordert und auf der anderen Seite verursacht der Mensch eine erhebliche Reduktion der natürlichen Senken, beispielsweise durch enorme Flächenrodungen. ²² Auch wenn in Deutschland von 1990 bis 1999 eine Verminderung der CO 2 -Emission um 15,5% erreicht wurde, ist die weltweite atmosphärische Belastung weiter gestiegen. ²³ Die Konzentration von CO 2 ist in den Jahren von 1965 bis 1998 kontinuierlich gestiegen. ²⁴ Für 2020 wird gegenüber 1990 weltweit mit einer Steigerung der CO 2 - ²⁵ hnet. Emissionen um 42% gerec Die steigende CO 2 -Konzentration vermindert die

¹⁸ Vgl. Koß (1997), S. 22 u. 47; vgl. Bliefert (1994), S. 144ff.; vgl. Strubelt (1989), S. 75.

¹⁹ Vgl. Fellenberg (1997), S. 55; vgl. Joussaume (1996), S. 110.

²⁰ Vgl. WBGU (1996), S. 110; vgl. auch Guderian (2000, 1a), S. 52.

²¹ Vgl. Bliefert (1994), S. 127ff.

²² Vgl. Joussaume (1996), S. 113f.; Guderian (2000, 1a), S. 15f.; vgl. Der Spiegel, 34/ 2000, S. 138.

²³ Vgl. UBA (1999), S. 21; vgl. auch Weizsäcker, von (1996), S. 249f.; vgl. auch Joussaume (1996), S. 110.

²⁴ Vgl. http://www.wri.org/wri/wr-00-01/pdf/ac3n_2000.pdf.

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rechnet. ²⁵ Die steigende CO 2 -Konzentration vermindert die Wärmeabstrahlung der Erde in den Weltraum, so dass die mittlere Temperatur unter dieser "CO 2 -Glocke" steigen muss. ²⁶ Diese Klimaveränderung beeinflusst u.a. das Pflanzenwachstum negativ, wodurch die natürliche CO 2 -Senke weiter vermindert wird. Dieser "Teufelskreis" ist bereits in vollem Gange. Setzt sich der Trend fort, so ist mit dramatischen Verschlechterungen unserer Lebensgrundlage zu rechnen. ²⁷ Es gibt in diesem Zusammenhang allerdings noch viele ungeklärte Fragen und sehr gegensätzliche Szenarien. ²⁸ Dass die Zerstörung eines natürlichen Gleichgewichtes keine nachhaltige Entwicklung sein kann, ist nicht zu bestreiten. Diese Einsicht sollte unmittelbare Handlungsgrundlage sein. Die vom Menschen verursachten CO 2 -Emissionen müssten sofort um ca. 80% reduziert werden, um den CO 2 -Gehalt in der Troposphäre auf dem heutigen Niveau zu stabilisieren. 29

CO 2 ist für den Menschen nicht spürbar schädigend, so dass er keine unmittelbare Wohlfahrtseinbuße feststellen kann. Nur mit dem entsprechenden Expertenwissen sind die langfristigen, indirekten Schäden vorstellbar.

2.1.3. Schwefeldioxid (SO2)

Die Energiegewinnung ist mit 87% an der anthropogenen Gesamtbelastung der bedeutendste Emittent von SO 2 . Die verbleibenden 13% verteilten sich vor allem auf die chemische Industrie, die Verhüttung sulfidischer Erze, Hausfeuerung und Verkehr. SO 2 ist als Verbrennungsprodukt schwefelhaltiger Brennstoffe in fast allen Feuerungsabgasen enthalten. Die stark industrialisierte Nordhemisphäre ist für 97% des SO 2 -Eintrags verantwortlich. ³⁰ Das SO 2 verbleibt etwa zwei Wochen in der Atmosphäre, bevor es vor allem als trockene Deposition, sowie mit Niederschlag aus der Luft in Boden, Wasser und Vegetation gelangt. Das Sterben skandinavischer Gewässer durch Übersäuerung wird auf SO 2 -Emissionen, vor allem aus Großbritannien, zurückgeführt. ³¹ Die relativ kurze Verweildauer in der Atmosphäre führt dazu, dass das Reizgas SO 2 nicht ausreichend durchmischt und verteilt wird, wodurch regional sehr hohe Konzentrationen (Smog, engl. Sm-oke, F-og.) auftreten können. ³² Mit Feuchtigkeit reagiert SO 2 zu Schwefliger Säure (H 2 SO 3 ) und ist unter anderem Bestandteil des "sauren Re-

²⁵ Vgl.UBA (1997), S. 61; vgl. Guderian (2000, 1a), S. 118; vgl. http://www.igc.org/wri/wr-96-97/ac_txt3.html;

vgl. http://www.wri.org/wri/wr-98-99/pdf/wr98_ac3.pdf.

²⁶ Vgl. Weizsäcker, von (1996), S. 250f., insbesondere Abb. 39, S. 251.

²⁷ Vgl. UBA (1984), S. 101.

²⁸ Vgl. Eichler (1991), S. 81ff.; vgl. Fellenberg (1997), S. 57ff.

²⁹ Vgl. Bliefert (1994), S. 130; vgl. http://www.igc.org/wri/wr-96-97/ac_txt4.html.

³⁰ Vgl. Eichler (1991), S. 83.

³¹ Vgl. French (1990), S. 199.

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gens". ³³ Auf die damit verbundene komplexe Problematik der Übersäuerung von Böden und Gewässern wird in Abschnitt 4.6. "Versauerung" noch eingegangen. Die daraus resultierenden gravierenden Gebäudeschäden sollen hier nicht erläutert werden. ³⁴ SO 2 verursacht beim Menschen Reizungen der Augenschleimhaut, höhere Konzentrationen können zu Atemwegsbeschwerden und Lungenfunktionsstörungen führen. ³⁵ Jährlich etwa 100.000 Todesfälle werden in den Vereinigten Staaten auf schwefeldioxidverschmutzte Atemluft zurückgeführt. 36

2.1.4. Stickstoffoxide (NO X )

Von den zahlreichen Oxiden des Stickstoffs können hier nur die besonders umweltrelevanten Stickoxide (Stickstoffmonoxid (NO), Distickstoffoxid (N 2 O) und Stickstoffdioxid (NO 2 )) beschrieben werden. NO wird hauptsächlich durch Kraftverkehr, chemische Industrie und Großfeuerungsanlagen emittiert. ³⁷ Während in vielen Ländern (z.B. in Deutschland) erhebliche Rückgänge der NO x -Emissionen zu verzeichnen sind, blieb die Rate der USA von 1980 bis 1996 auf gewaltigem Niveau von rund 21 Mio. t stabil. ³⁸ In der Luft oxidiert NO leicht zu dem wesentlich aggressiveren NO 2 . Beide Gase treten in der Luft auf, wobei besonders in Quellennähe der Anteil an NO überwiegt. ³⁹ NO 2 oxidiert mit Feuchtigkeit weiter zu Salpetersäure (HNO 3 ) und ist so mitverantwortlich für den im vorangegangenen Abschnitt bereits erwähnten "sauren Regen". In größerer Höhe findet auch eine photochemische Umwandlung von NO 2 in Ozon statt. Durch Winddrift lassen sich daraus resultierende erhöhte Ozonkonzentrationen in größerer Entfernung zu den NO-Emissionsquellen erklären. NO und NO 2 lassen sich nur gemeinsam beurteilen, da sie immer zusammen auftreten. Das gelbbraune Gas NO 2 wirkt auf die Schleimhäute des Menschen stark reizend. Es kann bei extremen Konzentrationen die Lunge verätzen und in der Folge zum Tode führen. ⁴⁰ Anthropogene Emissionsquellen für N 2 O sind vor allem Düngemittelherstellung und -einsatz. ⁴¹ Auch die intensive Tierhaltung führt zu erheblichen Stickstoffeinträgen, die durch Denitrifizierung zu N 2 O reduziert werden. ⁴² Nicht zuletzt sind Verbrennungsprozesse fossiler Brennstoffe für N 2 O-Emissionen verantwortlich. Über die genauen Emissionsmengen und ihr

³² Vgl. Fellenberg (1997), S. 63.

³³ Vgl. auch Hartkopf (1983), S. 43.

³⁴ Vgl. French (1990), S. 200f. u. 205; vgl. auch http://www.igc.org/wri/cpi/pubs/cni-air.html.

³⁵ Vgl. Brauer (1996), S. 137.

³⁶ Vgl. French (1990), S. 193.

³⁷ Vgl. Strubelt (1989), S. 93.

³⁸ Vgl. http://www.wri.org/wri/wr-00-01/pdf/ac2n_2000.pdf.

³⁹ Vgl. Brauer (1996), S. 111; vgl. auch Fellenberg (1997), S. 83.

⁴⁰ Vgl. Fellenberg (1997), S. 84; vgl. auch Strubelt (1989), S. 94.

⁴¹ Vgl. Guderian (2000, 1a), S. 116; vgl. Fellenberg (1997), S. 75.

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Verhalten liegen bislang nur sehr begrenzte Untersuchungen vor. In den vergangenen Jahren war eine regelmäßige Zunahme des N 2 O-Gehaltes in der Atmosphäre zu verzeichnen. ⁴³ Besonders im unteren Bereich der Stratosphäre (ca. 20-30 km Höhe) trägt N 2 O zur Ozonzerstörung bei. ⁴⁴ Die Verweilzeit dieses Treibhausgases in der Atmosphäre beträgt 120 Jahre. 45

2.1.5. Methan (CH 4 )

Die anthropogenen Hauptquellen für CH 4 sind anaerobe Gärungen, wie sie bei Reisanbau, in Kuhmägen und auf Mülldeponien stattfinden. CH 4 entsteht bei Abbauprozessen unter anaeroben Bedingungen. ⁴⁶ Hinzu kommen Einträge durch den Abbau von Braun- und Steinkohle sowie Verluste bei Erdgasgewinnung und -verteilung. ⁴⁷ Wie groß der Anteil der einzelnen Quellen an der Gesamtemission ist, lässt sich bislang nicht zuverlässig feststellen. ⁴⁸ In den letzten 25 Jahren ist der CH 4 -Gehalt in der Atmosphäre um 36% gestiegen und nimmt jährlich um etwa 1% weiter zu. ⁴⁹ Den entscheidenden Anteil an dieser permanenten Steigerung wird dem Reisanbau und der Massentierhaltung zugeschrieben. ⁵⁰ Durch die Verweilzeit in der Troposphäre von 9 bis 14 Jahren verteilt sich das Gas fast gleichmäßig um den gesamten Erdball. 51

Wie bereits in Abschnitt 2.1.1. "Kohlenmonoxid" beschrieben stellt die Oxidation von CH 4 zu Kohlenmonoxid die bedeutendste Senke für CH 4 dar. Diese Reaktion macht bis zu 50% des atmosphärischen Kohlenmonoxid aus, wobei auch erhebliche Mengen Ozon und Stickstoffdioxid gebildet werden. 52

CH 4 ist vor allem als Vorprodukt für die Ozonbildung im Smog ein gravierender Schadstoff ⁵³ und gehört zu den Treibhausgasen. ⁵⁴ Es sind u.a. die schädlichen Auswirkungen des bodennahen Ozons, die indirekt durch CH 4 hervorgerufen werden.

⁴² Vgl. Guderian (2000, 1b), S. 410.

⁴³ Vgl. Fellenberg (1997), S. 108.

⁴⁴ Vgl. Goudie (1994), S. 340.

⁴⁵ Vgl. Guderian (2000, 1b), S. 349.

⁴⁶ Vgl. Joussaume (1996), S. 116.

⁴⁷ Vgl. Seifritz (1991), S. 26; vgl. Weizsäcker, von (1996), S. 254f.

⁴⁸ Vgl. WBGU (1993), S. 75f.

⁴⁹ Vgl. Fellenberg (1997), S. 61; vgl. auch http://www.wri.org/wri/wr-00-01/pdf/ac3n_2000.pdf.

⁵⁰ Vgl. Fellenberg (1997), S. 61.

⁵¹ Vgl. Koß (1997), S. 44; vgl. Weizsäcker, von (1996), S. 255.

⁵² Vgl. Bliefert (1994), S. 171ff.; vgl. auch Joussaume (1996), S. 116; vgl. auch Koß (1997), S. 46.

⁵³ Vgl. Heintz (1993), S. 51.

⁵⁴ Vgl. Weizsäcker, von (1996), S. 254.

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2.1.6. Benzol (C 6 H 6 )

C 6 H 6 ist eine farblose, lichtbrechende und leicht flüchtige Flüssigkeit von charakteristischem Geruch. Die Bezeichnung "aromatische Verbindungen" für C 6 H 6 , Toluol, Xylole u.v.m. geht auf einige aus pflanzlichen Stoffen isolierte C 6 H 6 -Abkömmlinge zurück, die sich durch einen angenehmen "aromatischen" Geruch auszeichnen. 55

C 6 H 6 ist in der chemischen Industrie ein wichtiges Lösungsmittel und Ausgangsprodukt für eine Vielzahl von Verbindungen. ⁵⁶ Kraftstoffen wird C 6 H 6 als Klopfschutzmittel zugesetzt, in Deutschland sind solche bleihaltigen Antiklopfmittel seit 1996 verboten. ⁵⁷ (s. Abschnitt 4.1.1. "Blei") Die unten beschriebenen Gesundheitsgefahren zeigen, dass C 6 H 6 nicht weniger schädlich ist als Blei. Der Beweis steht allerdings vielfach noch aus, ob mögliche Ersatzstoffe für C 6 H 6 , wie z.B. Methyl-Tert-Butylether (MTBE) oder Tert-Butylalkohol (TBA), weniger ge-sundheits- und umweltschädigend sind. Die Weltproduktion an C 6 H 6 belief sich im Jahre 1985 auf 17 Mio. t. Es gelangen 99% der C 6 H 6 -Emissionen in die Atmosphäre. ⁵⁸ C 6 H 6 wird in der Atmosphäre und im Boden relativ schnell und leicht abgebaut, weshalb es sich vergleichsweise wenig anreichert. ⁵⁹ Physiologisch gesehen wirkt C 6 H 6 als starkes Gift, das zu Schwindel, Erbrechen und Übelkeit führt. Chronische Vergiftungen rufen eine Schädigung des Knochenmarks, der Leber und der Nieren sowie Leukämie hervor. C 6 H 6 hat sich als kanzerogen (krebserzeugend) erwiesen. Besonders in Tiefgaragen und in Großstädten mit geringer Luftbewegung sind erhebliche Konzentrationen messbar. 60

2.1.7. Formaldehyd (HCHO)

Das farblose, stechende Gas ist Ausgangsstoff für chemische Produkte und lässt sich ausgesprochen vielseitig einsetzen. Hergestellt wird HCHO durch die Oxidation von Methanol oder Methan. ⁶¹ In wässriger Lösung (Formalin) wird es als Desinfektionsmittel verwendet. In vielen Kosmetika ist HCHO auf Grund seiner konservierenden Wirkung enthalten. Auch Harn-stoff-Formaldehydharze, wie sie für die Herstellung von Spanplatten und Isolationsschäumen verwendet werden, sind eine dauernde Emissionsquelle für HCHO. ⁶² Das führt zu teilweise

⁵⁵ Vgl. Lewandowski (1997), S. 180.

⁵⁶ Vgl. Lewandowski (1997), S. 180; vgl. Strubelt (1989), S. 140.

⁵⁷ Vgl. Strubelt (1989), S. 142.

⁵⁸ Vgl. Koch (1989), S. 85; vgl. Lewandowski (1997), S. 180f.

⁵⁹ Vgl. Lewandowski (1997), S. 181.

⁶⁰ Vgl. auch Lewandowski (1997), S. 181.

⁶¹ Vgl. Koch (1989), S. 244.

⁶² Vgl. Fiedler (1996), S. 217; vgl. Strubelt (1989), S. 84f.

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bedenklichen Belastungen in Innenräumen. ⁶³ Da das Gas schwerer ist als Luft und sich deshalb in Fußbodennähe stärker anreichert, sind vor allem Kleinkinder von dieser Belastung betroffen. ⁶⁴ 5,6 Mio. t HCHO werden schätzungsweise jährlich produziert, ⁶⁵ allein in Deutschland waren es 680.000 t (1990). 66

HCHO wird in der Atmosphäre sehr langsam unter Bildung von Kohlenmonoxid und Ozon abgebaut. Die Lebensdauer beträgt bis zu einigen 100 Jahren. ⁶⁷ Ein beträchtlicher Anteil gelangt über die Luft in Gewässer, wo eine Umwandlung in "Ameisensäure" (Methansäure -HCOOH) und Kohlendioxid stattfindet. ⁶⁸ Besonders die Schleimhäute und Atemwege werden von HCHO stark gereizt. ⁶⁹ Außerdem wird vermutet, dass HCHO eine kanzerogene und mutagene Wirkung hat.

2.1.8. Fluorchlorkohlenwasserstoff (FCKW)

Auch wenn die Weltproduktion sehr stark zurückgegangen ist, so wird die Menschheit das Problem der FCKW noch Jahrzehnte beschäftigen. „Da [...][die FCKW] chemisch stabil sind und nur nach langer Verzögerung in die Stratosphäre gelangen, geht die Ausdünnung der Ozonschicht mindestens noch ein Jahrhundert lang weiter, selbst wenn ab heute nicht ein einziges FCKW-Molekül mehr in die Umwelt geriete.“ ⁷⁰ Die im Umlauf befindliche Menge an FCKW, beispielsweise in Kühlaggregaten und Baustoffen führt dazu, dass noch viele Jahre lang FCKW in die Atmosphäre gelangt. FCKW ist auch thermisch sehr stabil, nicht entflammbar, weder toxisch noch aggressiv anderen Werkstoffen gegenüber. ⁷¹ Auf Grund dieser herausragenden Eigenschaften wurde es seit den 30er Jahren des vergangenen Jahrhunderts ganz massiv eingesetzt und wurde zu den nützlichsten chemischen Stoffen gezählt, die der Mensch jemals entwickelt hat. ⁷² Der jährliche, relative Anstieg der FCKW in der Atmosphäre betrug 1992 noch 5%. ⁷³ Hinzu kommt eine enorme Lebensdauer, je nach Halogenart, von bis zu 500 Jahren. ⁷⁴ FCKW wird erst in der Stratosphäre unter Einwirken der UV-Strahlung aufgebrochen. Ein einziges, frei werdendes Chloratom zerstört rund 100.000 Ozonmoleküle. Der

⁶³ Vgl. UBA (1998), S. 84; vgl. auch Koß (1997), S. 74f.; vgl. auch Strubelt (1989), S. 85.

⁶⁴ Vgl. Eichler (1991), S. 181.

⁶⁵ Vgl. Bliefert (1994), S. 46.

⁶⁶ Vgl. Koß (1997), S. 74.

⁶⁷ Vgl. WBGU (1993), S. 17.

⁶⁸ Vgl. Koch (1989), S. 245f.

⁶⁹ Vgl. Brauer (1996), S. 140f.

⁷⁰ Meadows (1992), S. 190.

⁷¹ Vgl. Guderian (2000, 1a), S. 117.

⁷² Vgl. Meadows (1992), S. 178; vgl. Bliefert (1994), S. 207f.

⁷³ Vgl. Joussaume (1996), S. 115.

⁷⁴ Vgl. Bliefert (1994), S. 101 u. 208; vgl. auch Guderian (2000, 1a), S. 52.

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Abbau von FCKW geht somit sehr stark zu Lasten der empfindlichen Ozonschicht. ⁷⁵ Die Einsicht, dass der Einsatz von diesen Verbindungen langfristig das Leben auf der Erde unmöglich macht, führte schließlich zu einem fast weltweiten Produktionsverbot. Ob diese Entscheidung rechtzeitig getroffen wurde bleibt abzuwarten, denn wie viel von dem ozonvernichtenden Gas noch auf dem Weg in die Stratosphäre ist, lässt sich nicht abschätzen. Hinzu kommt, dass vorhandene Anlagen weiterbetrieben werden dürfen und FCKW zu Schmuggelware aus Russ-land und China geworden ist. ⁷⁶ Wie oben schon erwähnt wirkt FCKW nicht direkt toxisch auf den Menschen, dennoch ist die Wirkung langfristig und indirekt für den Menschen bedrohlich. ⁷⁷ Anders stellt sich die Situation bei den Ersatzstoffen R123 (C 2 HCl 2 F 3 ) oder R124 (C 2 HClF 4 ) für FCKW dar. Vergiftungen mit diesen Stoffen haben zu schweren Leberschäden geführt und Symptome hervorgerufen, wie sie von einer schweren Hepatitis bekannt sind. 78

2.1.9. Ozon (O 3 )

Dieses bräunliche Gas mit stechendem Geruch bildet sich vor allem durch photochemische Prozesse. Bei Ozon spricht man von einem sekundären Schadstoff, da es nicht direkt freigesetzt wird, sondern erst in der Luft aus anderen Stoffen entsteht. ⁷⁹ Es muss zwischen bodennahem, dem sog. troposphärischen, und dem in großer Höhe vorkommenden stratosphärischen Ozon unterschieden werden. Die Konzentration des schädlichen, bodennahen Ozons steigt jährlich um etwa 1%, vor allem durch komplizierte, photochemische Prozesse z.B. von Kfz-Abgasen. ⁸⁰ In der Nähe von UV-Quellen (Schweißen, Solarien, Fotokopiergeräte) bildet sich auch vermehrt dieses giftige Gas. Dieses troposphärische Ozon trägt wesentlich zur Treibhausproblematik bei. Das erwünschte stratosphärische Ozon nimmt jährlich um 0,4% ab. Gründe dafür sind vor allem der im vorangegangenem Abschnitt 2.1.8. beschriebenen Fluor-chlorkohlenwasserstoff. Das Ozon in großer Höhe trägt wesentlich zur Filterung der schädlichen UV-B-Strahlung (ultraviolette Beta-Strahlung) der Sonne bei. ⁸¹ Hier zeigt sich wie ambivalent das Ozon ist, je nachdem in welcher Höhe es vorkommt hat es unterschiedliche Wirkung. Bedenklich ist bei diesem Stoff, dass er, wo er Schaden anrichtet, jährlich in höherer Konzentration auftritt, während er an unverzichtbarer Stelle stetig abnimmt. ⁸² Ozon wird in

⁷⁵ Vgl. Meadows (1992), S. 184.

⁷⁶ Vgl. Der Spiegel, 27/ 1998, S. 149.

⁷⁷ Vgl. Hartkopf (1983), S. 287.

⁷⁸ Vgl. Der Spiegel, 27/ 1998, S. 149.

⁷⁹ Vgl. Koß (1997), S. 29.

⁸⁰ Vgl. French (1990), S. 193.

⁸¹ Vgl. Hartkopf (1983), S. 17.

⁸² Vgl. Seifritz (1991), S. 24; vgl. Meadows (1992), S. 177ff. u. 195.