A. Richter, Luftverschmutzung, muss Bremen umziehen? 1

Luftverschmutzung in Bremen,

Europaund der Welt

Bremen, Haus der Wissenschaft, 27.10.2009

Andreas RichterInstitut für Umweltphysik

Universität Bremen

( richter@iup.physik.uni-bremen.de )

A. Richter, Luftverschmutzung, muss Bremen umziehen?

Übersicht

1. Was ist Luftverschmutzung?

2. Wie steht Bremen da?

3. Wie hat sich Luftverschmutzung verändert?

4. Wie kann man Luftverschmutzung vom Satelliten messen?

5. Wo gibt es weltweit Luftverschmutzung?

6. Was haben wir mit der Luftverschmutzung in China zu tun?

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Seit wann gibt es Luftverschutzung?

Schon die Höhlen der Steinzeitmenschen waren schwarz von Ruß

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Die schlechte Luft in Rom wurde schon vor 2000 Jahren als unerträglich beklagt

Mit der Verbrennung von Kohle begann Luftverschmutzung ein echtes Problem zu werden

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Was für Arten von Luftverschmutzung gibt es?

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Teilchen (Partikel)

Gase

• Setzen sich in den Atemwegen fest und machen krank

• Vermindern die Sicht, machen es dunkler• Verschmutzen Gewässer

• Können giftig sein (Ozon, Stickoxide)• Können zu Atemwegserkrankungen führen• Können den Regen sauer machen (Schwefeldioxid, Stickoxide)• Können in der Luft durch chemische Reaktionen in andere

Substanzen umwandeln (Stickoxide und Kohlenwasserstoffe in Ozon)

• Können als Treibhausgase zur Erderwärmung führen(CO2, Methan)

• Können Teilchen bilden (Schwefeldioxid, Amoniak, Stickoxide)

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Was passiert in der Atmosphäre mit Luftverschmutzung?

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Emission

Transport,Verdünnung

ChemischeUmwandlung

Ausregnen,Ablagerung

Lebenszeit

Die Verdünnung entscheidet über

die Konzentrationen am Boden

OH, das "Waschmittel" der

Atmosphäre

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Was ist der London Smog?

• Dezember 1952• Nebelbildung in London• Kaltes, feuchtes Wetter• Hohe Belastung mit Schwefeldioxid

(SO2) und Ruß durch Verbrennung von Kohle für Heizung und Stromgewinnung

• Rußpartikel, Schwefelsäure und Nebeltröpfchen verbinden sich, weniger als 50m Sicht

• Für mehrere Tage kein Luftaustausch• 4000 Tote während der ersten zwei

Wochen, bis zu 12 000 Tote insgesamt

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http://www.eoearth.org/article/London_smog_disaster,_England

Gegenmaßnahmen:•Umstellung auf andere Brennstoffe (Öl, Gas)•Höhere Schornsteine

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Wie entsteht Ozonsmog (Los Angeles Smog)?

• In warmen Gebieten kann es im Sommer auch zu Smog kommen

• Voraussetzung ist warmes, sonniges Wetter

• Aus Stickoxiden und flüchtigen Kohlenwasserstoffen entsteht Ozon und andere aggressive Stoffe

• Da Ozon langlebig ist, können die Ozonwerte von Tag zu Tag steigen bis es zu einem Luftaustausch oder Regen kommt

• Ozon kann über weite Strecken transportiert werden und Ozonwerte sind in Deutschland oft außerhalb der Städte höher

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http://www.rubiconproject.com/blog/culture/wp-content/uploads/2009/05/la-smog.jpg

Gegenmaßnahmen:•Verringerung der Vorläufersubstanzen Stickoxide und flüchtige Kohhlenwasserstoffe

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Wie entsteht Ozonsmog?

• Sauerstoff, Ozon und Stickoxide sind im Gleich-gewicht

• Mehr Stickoxide bauen Ozon ab

• Wenn flüchtige Kohlenwasser-stoffe (VOC) dazukommen und genug Sonnenlicht da ist, wird Ozon gebildet

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NO NO2

O3

VOC

O2

O

Ozon

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Luftverschmutzung in Bremen?

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http://www.flickr.com/photos/moberl/3185344492/

http://www.radiobremen.de/politik/nachrichten/politikstaubwolkearcelor100_version-print.html

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http://www.ostern-international.de/2008/spexarder-bauernhaus-osterfeuer.html

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Wie verschmutzt ist die Luft in Bremen?

http://gis.uba.de/Website/luft/index.htm

Feinstaub 2008NO2 2008Ozon 2004 - 2008

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BLUES – Das Bremer Luftüberwachungssystem

• 8 Stationen in Bremen und Bremerhaven• Hintergrund und Verkehr• Messung der wichtigsten Luftschadstoffe

(Schwefeldioxid (SO2) , Kohlenmonoxid (CO) , Stickstoffdioxid (NO2), Feinstaub (PM10), Ozon (O3), Benzol

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http://www.umwelt.bremen.de/de/detail.php?gsid=bremen179.c.2619.de

http://www.umwelt.bremen.de

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Umweltzone

• Fahrverbot für Autos ohne Katalysator und Rußfilter

• Ziel: Einhaltung der Grenzwerte für Feinstaub in der Innenstadt

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http://www.umweltzone.net/home/

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Stickoxid-Emissionen in Deutschland

• Emissionsn nehmen ab• Straßenverkehr und Energiegewinnung sind Hauptquellen

UBA, 10.2009

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Emissionen von flüchtigen Kohlenwasserstoffen

• Emissionsn nehmen ab• Lösungsmittel und Produktverwendung sind Hauptquelle• Bedeutung von Straßenverkehr hat stark abgenommen

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UBA, 10.2009

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PM10 (Staub) Emissionen in Deutschland

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UBA, 10.2009

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Wird die Luft also immer besser?

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Ozonbelastung in Deutschland

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Luftverschmutzung messen mit Licht

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• Partikel und Gase in der Luft schwächen den Lichtstrahl ab

• Je mehr Luftverschmutzung in der Luft ist, desto geringer wird das Signal

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Luftverschmutzung messen mit Licht

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• Jedes Gas hat seine eigene Farbe• Je mehr verschiedene Farben man

messen kann, desto besser kann man die Gase in der Atmosphäre unterscheiden

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Satellitenmessungen

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Satellitenmessungen der Luftverschmutzung

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EN

VIS

AT

Ariane 5 mit ENVISAT

SCIAMACHY auf ENVISAT

• Mehr als 6000 Wellenlängen (Farben) können unterschieden werden

• Viele verschiedene Gase und Teilchen können gemessen werden

• Eine Messung ist ungefähr 30 x 60 km2 groß

• Messungen seit August 2002

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Stickstoffdioxid über Europa und dem mittleren Osten

=> In den Satellitendaten kann man alle größeren Städte sehen!

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Satellitenmessungen von Stickstoffdioxid (NO2)

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Industrie und Verkehr Feuer

Schiffe

Transport

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Luftverschmutzung weltweit

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=> Wenn man eine gleichmäßige Skala wählt, ist fast nur noch die Luftverschmutzung in China zu sehen!

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Wie hat sich die Luftverschmutzung geändert?

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Die Luftverschmutzung in China hat stark zugenommenGründe:•Industrialisierung•Zunehmender Wohlstand•Mehr Autos•Produktion für die Welt

Die Luftverschmutzung über Europa hat deutlich abgenommenGründe:•Einführung von Katalysatoren für Autos•Bessere Filter für Kraftwerke•Mehr Gas stat Kohle•Abnahme der Schwerindustrie

1996 - 2002

Jährliche Änderung von NO2 in GOME Daten

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Luftverschmutzung in China

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Wachstum in China

In China wächst alles exponentiell:• Das Bruttosozialprodukt• Der Energiebedarf • Die Zahl der Autos

=> Das muss zu mehr Luftverschmutzung führen!

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Luftverschmutzung in China

• Starker Anstieg seit 1996• Niedrigere Werte in 2008 / 2009:• Maßnahmen für die Olympischen Spiele• Wirtschaftskrise?

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Woher kommen unsere Computer?

• Die Teile eines Computers werden in aller Welt hergestellt

• Viele Teile kommen aus Asien, oft aus China

• Die Geräte benutzen wir hier, die Luftverschmutzung entsteht aber in Asien

• Bevor der Computer bei uns steht, ist er schon weit gereist

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http://www.pcmag.com/article2/0,2817,2102896,00.asp

Süd-Korea

Japan

ChinaMalaysia

Taiwan

Taiwan

ChinaUSA

USA

Thailand

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Gütertransport mit Schiffen

• Schiffe transportieren immer mehr Güter• Pro Gewicht verbraucht der Transport mit Schiffen sehr wenig

Energie• Aber: Schiffe verwenden sehr dreckigen Treibstoff

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http://en.greenplanet.net/lifestyle/eco-sustainability/796-shipping-carbon-emissions-wont-be-cut-shortly.html

http://www.hapag-loyd.com/images/press_and_media/photo_library/BremenExpress01_print.jpg

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Luftverschmutzung von Schiffen

=> Eine Spur von Abgasen verbindet Europa mit China und Japan!

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Stickstoffdioxid von Schiffen 2007 – 2009

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Schiffahrt vor der Küste Somalias

• Schiffe haben ihre Routen vor Somalia geändert um den Piraten auszuweichen

• Das kann man in den Satellitendaten der Luftverschmutzung sehen

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Der Wochengang der Luftverschmutzung

• Am Wochenende wird weniger gefahren und produziert, deshalb ist die Luft auch besser!

• Je nach Religion ist der sauberste Tag der Sonntag, der Freitag oder der Samstag

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Stickstoffdioxid von Feuern

• In vielen Ländern sind die Abgase von Feuern die größte Quelle von Luft-verschmutzung

• Die Feuer werden für die Landwirtschaft und zur Landgewinnung gelegt

• Sie folgen der Jahreszeit

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Zusammenfassung

• Luftverschmutzung ist nichts Neues, ist aber in den letzten 100 Jahren viel wichtiger geworden

• Die wichtigste Luftverschmutzung heute sind Stickoxide, Ozon und Feinstaub

• Der Ausstoß von vielen Stoffen konnte in Deutschland und anderen Industrieländern stark verringert werden, wodurch die Luft viel sauberer geworden ist

• In den letzten Jahren hat sich die Luft nicht weiter so verbessert wie erwartet

• In den letzten 15 Jahren hat durch das Wachstum in China die Luftverschmutzung dort stark zugenommen

=> Aus Bremen müssen wir wegen der Luftverschmutzung nicht umziehen, aber ein Teil unserer Luftverschmutzung ist nach China umgezogen!

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Vielen Dank für die Aufmerksamkeit und

Fragen bitte!

http://www.animationlibrary.com/animation/25494/Alarm_jumps/