Russ allein macht noch keinen Smog

Schweizer und chinesische Forscher zeigen, dass kleine Kohleheizungen in Haushalten auf dem Land ein grosses Problem darstellen.

Am Smog sind nicht nur Kohlekraftwerke und Verkehr schuld (Harbin, Nordchina, 21. Oktober 2013). Foto: Keystone

Am Smog sind nicht nur Kohlekraftwerke und Verkehr schuld (Harbin, Nordchina, 21. Oktober 2013). Foto: Keystone

Feedback

Tragen Sie mit Hinweisen zu diesem Artikel bei oder melden Sie uns Fehler.

Die Bilder gingen um die Welt. Ein grauer Schleier drückte schwer auf ­Peking. Menschen trauten sich nur noch mit Masken auf die Strasse, der Tag wurde zur Nacht. Das war im Januar 2013. Der hartnäckige Smog betraf weitere Grossstädte Chinas – über 800 Millionen Menschen auf einer Fläche von 1,3 Millionen Quadratkilometern. Eine stabile Inversionslage, wie sie in der Schweiz vor allem im Winter bei Hochnebel bekannt ist, liess praktisch keinen Luftaustausch mehr zu: In 74 Städten, in denen der Feinstaub jeweils gemessen wird, sammelte sich ein Cocktail an Stoffen an. Die durchschnittliche Konzentration an Feinstaub, der kleiner als 2,5 Mikrometer ist und tief in die Lunge eindringen kann, war in knapp 70 Prozent der Januartage doppelt so hoch wie der WMO-Grenzwert von 25 Mikrogramm pro Kubikmeter Luft; der Tagesspitzenwert betrug 772 Mikrogramm. Die Zahl der Patienten mit akuten Atembeschwerden stieg laut chinesischen ­Forschern steil an.

Die chinesische Regierung hat mit ­einem ehrgeizigen Aktionsplan reagiert. Sie will bis 2017 den Feinstaub gegenüber dem Niveau von 2012 um ein Viertel reduzieren. Dafür stellt sie über 270 Milliarden Dollar bereit. In China wird zwar inzwischen in vielen Ballungszentren Feinstaub gemessen. Doch über die Zusammensetzung und die Menge der Schadstoffe sei viel zu wenig bekannt, schreibt ein internationales Forscherteam in der aktuellen Ausgabe der Fachzeitschrift «Nature». Die Wissenschaftler unter der Leitung des Labors für Atmosphärenchemie des Paul-Scherrer-Instituts (PSI) in Villigen und der chinesischen Akademie für Wissenschaften CAS in Xian haben den Smog von vier Grossstädten detailliert analysiert – und wurden überrascht.

Erstaunliche Erkenntnisse

Die gängige Vorstellung, hauptsächlich Russ aus Kohlekraftwerken und Verkehr führe jeweils im Winter zu Smog in den Ballungszentren, wird relativiert. «Die dominierenden Substanzen sind sekundäre Partikel, also Gase, die sich erst in der Atmosphäre chemisch zu Feinstaub formen», sagt PSI-Forscher André Prévôt. Dazu gehören Sulfate, die durch chemische Umwandlung von Schwefeldioxid aus der Kohleverheizung ent­stehen, und Nitrate als Reaktionsprodukte von Stickoxiden aus der Verbrennung von Treib- und Brennstoffen.

Erstaunlich ist jedoch: Ein grosser Anteil des gemessenen Feinstaubs geht auf das Konto von organischen Verbindungen, die im Vergleich zu den anorganischen Salzen das Herz-Kreislauf-System und die Atemwege besonders belasten können. Diese Substanzen werden direkt als Primärpartikel ausgestossen und sekundär nach der Oxidation von ebenfalls ausgestossenen flüchtigen organischen Kohlenwasserstoffen (VOC) in der Atmosphäre gebildet. Dies trifft zum Beispiel bei der Kohleverbrennung zu. «Es gibt Hinweise, dass kleine Kohleheizungen in den Haushalten neben den zentralen Kohlekraftwerken ebenfalls ein Problem sind», sagt Prévôt. Denn die VOC entstehen vornehmlich bei tieferen Verbrennungstemperaturen.

Auch Kochen

Das Forschungsteam hat in den vier wichtigsten Ballungszentren Chinas die Luft von Januar 2013 analysiert und statistisch ausgewertet: Peking, Shanghai, Guangzhou und Xian. Die Messungen wurden in China ausgewertet, das PSI hat mit einer neuen Methode Feinstaubfilter von Messstationen auf organische Kohlenwasserstoffe untersucht. Einen Fokus setzten die PSI-Forschenden auch auf das Kohlenstoff-Isotop 14C, das dank einem Verfahren der Universität Bern in sehr geringen Mengen bestimmt werden kann. Setzt man diesen Stoff bei der Analyse der Kohlenwasserstoffe ins Verhältnis zum stabilen Isotop 12C, erhält man die Quelle – ob fossil, zum Beispiel Kohleheizungen, oder nicht fossil, etwa Holzheizungen, Emissionen beim Kochen oder von natürlichen Emissionen, die der Wald produziert.

Die Untersuchung hat ein buntes ­regionales Quellenmuster ergeben: In Peking im Norden Chinas zum Beispiel dominiert die Kohleverbrennung, im Umkreis der Stadt von 1000 Kilometern sind in den Haushalten Kohleöfen verbreitet. Dass hier auch Kohlekraftwerke eine Rolle spielen, zeigt sich am hohen Sulfatanteil. In Xian im Westen hin­gegen fällt auf, dass der Anteil an primären Staubpartikeln gross ist, der vermutlich zum grössten Teil aus der angrenzenden Wüste stammt oder von Strassenbelägen und Baustellen.

Erstaunlich ist auch, dass in absoluten Zahlen der Verkehr im Gegensatz zu den anderen untersuchten Städten einen grossen Anteil an der Luftverschmutzung hat, obwohl die Verkehrsflotte in Xian deutlich kleiner ist. Wahrscheinlich weil die Emissionsvorschriften zu wenig konsequent umgesetzt wurden. «Es ist vermutlich für die chinesische Regierung überraschend, dass mittelfristig nicht der Verkehr das grosse Problem ist», sagt Prévôt. Die Autoren der Studie sehen einen dringenden Handlungsbedarf bei den flüchtigen ­organischen Kohlenwasserstoffen, die nach Umwandlung in der Atmosphäre zwischen 18 und 33 Prozent des gemessenen Feinstaubes ausmachen. «Die Behörden müssen auch auf dem Land Massnahmen ergreifen, zum Beispiel durch den Einsatz effizienterer Kohleheiz- und Holzöfen und bessere Isolationen der Häuser», sagt der PSI-Forscher.

China will etwas unternehmen

Kurzfristig lässt sich mit strikteren Emissionsvorschriften bei Fahrzeugen einiges erreichen. Hier hat die Regierung bereits reagiert. Sie will noch dieses Jahr mehr als 5 Millionen Autos, welche die Abgasnormen nicht erfüllen, aus dem Verkehr ziehen. Zudem will sie die Zahl der Autos auf den Strassen Pekings bis zum Jahr 2017 beschränken. «China ist gewillt, etwas zu unternehmen», sagt Prévôt. Etwas skeptisch ist er jedoch, ob sich in diesem grossen Land in nützlicher Frist die Vorgaben durchsetzen ­lassen. So stossen zwar die Kohlekraftwerke seit 2006 weniger Schwefeldioxid aus, weil im ganzen Land die Entschwefelung der Rauchgase durchgesetzt wurde. Die Konzentration der Stickoxide hingegen steigt nach wie vor an.

Wie dringend Massnahmen in der Luft­hygiene in China und auch in Indien sind, zeigt eine Modellstudie des Max-Planck-Instituts für Chemie in Mainz. Ohne entschlossene Schritte wird sich wegen des enormen Bevölkerungs- und Wirtschaftswachstums in dieser Weltregion die Luft im schlimmsten Szenario weiter verschlechtern. Das hätte dann auch globale Folgen, schreiben die Autoren der Smog-Studie – wenn die Schmutzstoffe mit der weltweiten atmosphärischen Zirkulation nach Nordamerika, in den Pazifik und in die Arktis transportiert werden.

(Tages-Anzeiger)

Erstellt: 18.09.2014, 02:28 Uhr

Artikel zum Thema

Gift für den chinesischen Erfolg

China gilt im Westen als «Place to be». Doch immer mehr wohlhabende Chinesen verlassen ihre Heimat: Sie halten die Unsicherheit, den Smog, das Gift im Essen und Behördenwillkür nicht mehr aus. Mehr...

Smog tötet jährlich sieben Millionen Menschen

Die Luftverschmutzung sei das grösste Umweltrisiko für die Gesundheit. Zu diesem Schluss kommt eine Studie der WHO. Schlechte Luft löse nicht nur Atemwegserkrankungen aus, sondern führe auch zu Krebs. Mehr...

Smog-Alarm in Peking

Der schlimmste Smog dieses Winters hält Peking im Würgegriff. Das erste Mal übersteigen die Luftwerte den Spitzenwert von 500 - wo die Skala normalerweise endet. Mehr...

Die Redaktion auf Twitter

Stets informiert und aktuell. Folgen Sie uns auf dem Kurznachrichtendienst.

Kommentare

Werbung

Fussballinteressiert?

Hintergrundinformationen, Trainerdiskussionen und Pseudo-Expertentum vom Feinsten.

Die Welt in Bildern

Hi Fisch! Vor Hawaii lebt dieser Haifisch Namens Deep Blue. Wer mutig ist und lange die Luft anhalten kann, darf ihn unter Wasser streicheln (15. Januar 2019).
(Bild: JuanSharks) Mehr...