Definitionsgemäß bezieht sich Verschmutzung auf alles, was „fehl am Platz“ ist. Mit anderen Worten, es passiert, wenn Giftstoffe, Schadstoffe und andere schädliche Produkte in eine Umgebung gelangen und ihre normalen Muster und Funktionen stören. In Bezug auf unsere Atmosphäre bezieht sich Verschmutzung auf den Eintrag von Chemikalien, Partikeln und biologischen Stoffen, die für Menschen, Pflanzen und Tiere schädlich sein können und die natürliche Umwelt schädigen können.
Während einige Verschmutzungsursachen ganz natürlich sind – durch plötzliche Temperaturänderungen, jahreszeitliche Veränderungen oder regelmäßige Zyklen – sind andere das Ergebnis menschlicher Einflüsse (d. h. anthropogen oder vom Menschen verursacht). Die Auswirkungen der Luftverschmutzung auf unseren Planeten, insbesondere die durch menschliches Handeln, sind für Bauherren, Planer und Umweltorganisationen aufgrund ihrer langfristigen Wirkung immer mehr ein großes Anliegen.
Der Zusammensetzung nach besteht die Erdatmosphäre aus Stickstoffgas (78%), Sauerstoffgas (21%) und anderen Spurengasen (wie Argon und Kohlendioxid). Dieses Gleichgewicht ist für alles Leben hier auf der Erde unerlässlich, daher kann das Einbringen von Schadstoffen tiefgreifende und schädliche Auswirkungen haben. Alles in allem kann Verschmutzung viele Formen annehmen, wie zum Beispiel Kohlenstoffverbindungen wie Kohlenmonoxid (CO) und Kohlendioxid (CO²). Schwefelverbindungen wie Schwefeldioxid (SO²), Methan, radioaktiver Zerfall oder giftige Chemikalien.
Menschliche Aktivitäten sind eine der Hauptursachen für die Luftverschmutzung, die größtenteils auf industrielle Prozesse zurückzuführen ist. Bildnachweis: cherwell.org
Darüber hinaus kann die Luftverschmutzung in primäre und sekundäre Schadstoffarten unterteilt werden. Während Primärschadstoffe durch Primärquellen verursacht werden – also das direkte Ergebnis von Prozessen (wie Industrieemissionen oder Vulkanausbrüche) – sind Sekundärschadstoffe das Ergebnis von Vermischungen und Reaktionen von Primärschadstoffen (wie Kohlenstoffemissionen und Wasserdampf, der Smog erzeugt) .
Natürliche Ursachen:
Natürliche Formen der Verschmutzung sind solche, die aus natürlich vorkommenden Phänomenen resultieren. Dies bedeutet, dass sie durch periodische Aktivitäten verursacht werden, die nicht vom Menschen verursacht wurden oder das Ergebnis menschlicher Aktivitäten sind. Darüber hinaus unterliegen diese Verschmutzungsquellen natürlichen Zyklen, die unter bestimmten Bedingungen häufiger und unter anderen weniger verbreitet sind. Teil der natürlichen Klimaschwankungen der Erde zu sein bedeutet auch, dass sie über lange Zeiträume hinweg nachhaltig sind.
Staub und Waldbrände:
In großen offenen Landflächen, die wenig bis gar keine Vegetation aufweisen und die aufgrund fehlender Niederschläge besonders trocken sind, kann Wind auf natürliche Weise zu Staubstürmen führen. Dieser Feinstaub kann, wenn er der Luft beigemischt wird, eine natürliche wärmende Wirkung haben und auch eine Gefahr für die Gesundheit von Lebewesen darstellen. Feinstaub kann, wenn er in Regionen mit natürlicher Vegetation gestreut wird, auch ein natürliches Hindernis für die Photosynthese sein.
Waldbrände treten in bewaldeten Gebieten auf, wenn längere Trockenperioden auftreten, im Allgemeinen als Folge von Jahreszeitenwechseln und fehlenden Niederschlägen. Der Rauch und das Kohlenmonoxid, die durch diese Brände verursacht werden, tragen zum Kohlenstoffgehalt in der Atmosphäre bei, was eine stärkere Erwärmung durch einen Treibhauseffekt ermöglicht.
Der Brand von Chiwaukum im Bundesstaat Washington im Jahr 2014. Bildnachweis: Washington DNR/flickr
Tier und Vegetation:
Die Verdauung von Tieren (insbesondere durch Rinder) ist eine weitere Ursache für die natürliche Luftverschmutzung, die zur Freisetzung von Methan, einem weiteren Treibhausgas, führt. In einigen Regionen der Welt emittiert Vegetation – wie Schwarzgummi, Pappel, Eiche und Weide – an wärmeren Tagen erhebliche Mengen flüchtiger organischer Verbindungen (VOC). Diese reagieren mit primären anthropogenen Schadstoffen – insbesondere Stickoxiden, Schwefeldioxid und Kohlenstoffverbindungen – zu ozonreichen, tiefliegenden saisonalen Dunst.
Vulkanische Aktivität:
Vulkanausbrüche sind eine der Hauptquellen der natürlichen Luftverschmutzung. Wenn eine Eruption auftritt, produziert sie enorme Mengen an Schwefel-, Chlor- und Ascheprodukten, die in die Atmosphäre freigesetzt und von Winden aufgenommen und über große Gebiete verteilt werden können. Darüber hinaus ist bekannt, dass Verbindungen wie Schwefeldioxid und Vulkanasche aufgrund ihrer Fähigkeit, Sonnenstrahlung zu reflektieren, eine natürliche Kühlwirkung haben.
Anthropogene Ursachen:
Den weitaus größten Beitrag zur Luftverschmutzung leisten heute jedoch solche, die auf menschliche Einwirkungen – also vom Menschen verursachte – zurückzuführen sind. Diese sind größtenteils das Ergebnis der menschlichen Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen und der Schwerindustrie, können aber auch auf die Ansammlung von Abfällen, die moderne Landwirtschaft und andere vom Menschen verursachte Prozesse zurückzuführen sein.
Emissionen von Fahrzeugen sind eine der Hauptursachen für die anthropogene Luftverschmutzung. Bildnachweis: ucsusa.org
Emissionen fossiler Brennstoffe:
Die Verbrennung fossiler Brennstoffe wie Kohle, Erdöl und anderer Fabrikbrennstoffe ist eine der Hauptursachen für die Luftverschmutzung. Diese werden im Allgemeinen in Kraftwerken, Produktionsanlagen (Fabriken) und Müllverbrennungsanlagen sowie in Öfen und anderen Arten von brennstoffbetriebenen Heizgeräten verwendet. Auch die Bereitstellung von Klimaanlagen und anderen Dienstleistungen erfordert erhebliche Mengen an Strom, was wiederum zu mehr Emissionen führt.
Laut Union besorgter Wissenschaftler Auf die Industrie entfallen 21 % der Treibhausgasemissionen in den USA, während auf die Stromerzeugung weitere 31 % entfielen. Auch die Emissionen von benzinbetriebenen Fahrzeugen – d. h. CO, CO², Stickoxide, Partikel und Wasserdampf – sind eine bedeutende Quelle der Luftverschmutzung.
ZU Studie der UCS im Jahr 2013 zeigte, dass in den USA mehr als die Hälfte der Kohlenmonoxid- und Stickoxide sowie fast ein Viertel der in die Luft emittierten Kohlenwasserstoffe auf den Verkehr zurückzuführen sind. Weltweit ist die Situation ähnlich, mit geringfügigen Unterschieden je nach Sektor. Laut Fünfter Sachstandsbericht des IPCC (2014) entfielen 21 % der gesamten Treibhausgasemissionen auf die Industrie, weitere 25 % auf die Strom- und Wärmeerzeugung und 14 % auf den Verkehr.
Die Landwirtschaft macht 24 % der jährlichen Treibhausgasemissionen weltweit aus. Bildnachweis: Dennis Jarvis/Flickr
Landwirtschaft und Tierhaltung:
Treibhausgasemissionen aus der Landwirtschaft (auch bekannt als der Anbau von Pflanzen und Vieh) werden durch eine Kombination von Faktoren verursacht, einer davon ist die Produktion von Methan durch Rinder. Eine weitere Ursache ist die Entwaldung, bei der der Bedarf an Weideland und Anbaufeldern die Entfernung von Bäumen erfordert, die ansonsten Kohlenstoff speichern und die Luft reinigen würden.
Laut dem Fünften Sachstandsbericht des IPCC ist die Landwirtschaft für 24 % der jährlichen Emissionen . Diese Schätzung beinhaltet jedoch nicht das CO2, das Ökosysteme aus der Atmosphäre entfernen, indem sie Kohlenstoff in Biomasse, abgestorbener organischer Substanz und Böden speichern, wodurch etwa 20 % der Emissionen aus diesem Sektor ausgeglichen werden.
Abfall:
Es ist auch bekannt, dass Deponien Methan erzeugen, das nicht nur ein wichtiges Treibhausgas ist, sondern auch ein Erstickungsmittel und leicht entzündlich und potenziell gefährlich, wenn eine Deponie unkontrolliert wächst. Bevölkerungswachstum und Urbanisierung stehen in einem proportionalen Zusammenhang mit der Abfallproduktion, was wiederum zu einer erhöhten Nachfrage nach Mülldeponien fernab der städtischen Umgebung führt. Diese Standorte wurden somit zu einer bedeutenden Quelle der Methanproduktion.
Umweltwissenschaftlern ist seit einiger Zeit bewusst, dass die Erde über mehrere Selbstregulierungsmechanismen verfügt. In Bezug auf die Erdatmosphäre ermöglichen diese Mechanismen die Bindung von Kohlenstoff und anderen Schadstoffen, sodass das Gleichgewicht des Ökosystems nicht beeinträchtigt wird. Leider droht der wachsende Einfluss, den die Menschheit auf den Planeten hatte, dieses Gleichgewicht dauerhaft zu verändern.
Grundsätzlich fügen wir der Luft (sowie den Ozeanen und Landmassen) Schadstoffe schneller hinzu, als die natürlichen Mechanismen der Erde sie entfernen können. Die Folgen davon sind in Form von saurem Regen, Smog, globaler Erwärmung und einer Reihe von Gesundheitsproblemen zu spüren, die direkt auf die Exposition gegenüber diesen schädlichen Schadstoffen zurückgeführt werden können. Wenn wir weiterhin auf dem Planeten Erde leben wollen, dann müssen Nachhaltigkeit und weniger Umweltverschmutzung unser Ziel sein!
Wir haben viele Artikel über Luftverschmutzung für Universe Today geschrieben. Hier ist Luftverschmutzung im Zusammenhang mit dem Wachstum des Lebens in den Ozeanen , Könnte die Stickstoffverschmutzung der tropischen Flora einen dringend benötigten Schub geben? , und Wie funktioniert die CO2-Abscheidung?
Weitere Informationen finden Sie unter Sichtbare Erde-Startseite . Und hier ist ein Link zu Erdobservatorium der NASA .
Astronomy Cast hat auch Episoden über den Planeten Erde und die Auswirkungen der Menschheit auf die Umwelt – Folge 51: Erde , und Folge 308: Klimawandel .