Die meiste Aufmerksamkeit, die der Luftverschmutzung weltweit zuteil wird, konzentriert sich auf die Auswirkungen, die Ozon, Feinstaub und andere Schadstoffe auf die menschliche Gesundheit haben. Das ist nur natürlich; die Zahlen in den Schlagzeilen sind beeindruckend. Die Weltgesundheitsorganisation (WHO) schätzt, dass die Luftverschmutzung innerhalb und außerhalb von Wohnungen für etwa 7 Millionen vorzeitige Todesfälle weltweit verantwortlich ist. Die meisten dieser Todesfälle – 4,2 Millionen – werden mit der Luftverschmutzung im Freien in Verbindung gebracht. Sie ist ein führender Umweltrisikofaktor, der die städtische und ländliche Bevölkerung auf der ganzen Welt betrifft.
Das wachsende öffentliche Bewusstsein für die gesundheitlichen Folgen ist ermutigend, aber wir müssen das Gesamtbild dessen betrachten, was die Luftverschmutzung unserem Planeten und uns selbst antut. Die sozialen Kosten der Luftverschmutzung – und der soziale Nutzen ihrer Verringerung – gehen weit über die Gesundheit hinaus und betreffen auch das Klima, das Wasser, erneuerbare Energien und die Landwirtschaft.
Luftverschmutzung wirkt sich auf die Gesundheit aus
Die meisten Menschen wissen, wie viel Wasser sie trinken sollten – acht Gläser am Tag, also etwa 2 Liter. Aber wissen Sie auch, wie viel Luft Sie einatmen? Ein durchschnittlicher Erwachsener atmet im Ruhezustand etwa 7 bis 8 Liter Luft pro Minute ein und aus. Das sind mindestens 11.000 Liter Luft pro Tag.
Das Einatmen von verschmutzter Luft wirkt sich nicht nur auf die Lunge aus und führt nicht nur zu einem vorzeitigen Tod. Die Luftverschmutzung wirkt sich auf fast alle Organe des Körpers aus. Eine aktuelle Studie des Forum of International Respiratory Societies zeigt, dass Luftverschmutzung zu allem Möglichen beiträgt, von Diabetes und Demenz bis hin zu Fruchtbarkeitsstörungen und Leukämie bei Kindern.
„Schmutzige Luft“ kann auch unsichtbar sein. Das Einatmen von Ruß oder Rauch mit Feinstaub – oft nach der Größe in Mikrometern, PM10, PM2,5 und PM1, bezeichnet – schwärzt die Lungen und führt zu Atemwegs- und Herzbeschwerden sowie zu Krankheiten wie Asthma und Krebs. Ein Teil von PM10 ist als Wolke sichtbar, und sowohl PM10 als auch PM2,5 beeinträchtigen die Sichtbarkeit durch Streuung und Absorption von Licht, aber man braucht ein Mikroskop, um PM2,5 zu sehen, und ein Elektronenmikroskop, um „Ultrafeinstaub“ zu erkennen. Je kleiner die Partikel sind, desto tiefer können sie zusammen mit den Chemikalien, aus denen sie bestehen, in die Lunge gelangen. Diese Art der Luftverschmutzung entsteht durch unvollständige Verbrennung (von Holz und Pflanzen sowie fossilen Brennstoffen), Staub und Kombinationen anderer Schadstoffe aus verschiedenen Quellen, einschließlich der Landwirtschaft.
Ozon, ein Gas, das durch Kombinationen anderer Schadstoffe aus dem Verkehr, Mülldeponien, der Landwirtschaft und anderen Quellen entsteht, ist unsichtbar. Es trug 2017 weltweit zu 500.000 Todesfällen und 2015 zu 23 Millionen Besuchen in Notaufnahmen bei. Die Exposition gegenüber Stickstoffdioxid (NO2), einer Vorläufersubstanz von Ozon, die größtenteils aus der Verbrennung fossiler Brennstoffe stammt, kann Atemwegs- und Herz-Kreislauf-Erkrankungen sowie Auswirkungen auf die Fortpflanzung und Entwicklung haben.
Luftverschmutzung beeinflusst das Klima
Häufig als kurzlebige Klimaschadstoffe (SLCPs) bezeichnet, tragen schwarzer Kohlenstoff (ein Bestandteil von Feinstaub), troposphärisches Ozon und Methan sowohl zur Erwärmung des Klimas als auch zur Luftverschmutzung bei. Nach Angaben der Climate and Clean Air Coalition sind diese drei hochwirksamen Schadstoffe für 30-40 % der bisherigen globalen Erwärmung verantwortlich. Sie müssen zusammen mit Kohlendioxid (CO2) eingedämmt werden, um den globalen Temperaturanstieg auf 1,5 Grad Celsius zu begrenzen und katastrophale Klimaauswirkungen wie den Anstieg des Meeresspiegels und die Unsicherheit der Wasserversorgung zu verhindern.
Schwarzer Kohlenstoff und Ozon verbleiben nur wenige Tage und Methan bis zu einigen Jahrzehnten in der Atmosphäre; es dauert mehr als 100 Jahre, um CO2 zu beseitigen. Das bedeutet, dass Maßnahmen zur Verringerung von SLCPs eine fast sofortige Verringerung ihrer Konzentrationen bewirken können, was sich positiv auf das Klima und die menschliche Gesundheit auswirkt. Wichtig ist, dass einige Feinstaubpartikel auch eine kühlende Wirkung haben können, indem sie die Sonneneinstrahlung blockieren, aber es wird immer einen gesundheitlichen Nutzen geben, wenn bestimmte Partikel reduziert werden. Entscheidungsträger sollten dieses Zusammenspiel bei der Ausarbeitung von Strategien zur Reduzierung von SLCPs berücksichtigen.
Luftverschmutzung beeinflusst Wasser und Wetter
Angefangen bei den Niederschlagsmustern bis hin zur Intensität des Monsuns kann die Luftverschmutzung den Wasserkreislauf erheblich beeinflussen. Feinstaub kann die Sonneneinstrahlung, die die Erdoberfläche erreicht, verringern und so die Verdunstungsrate und die Bewegung des Wassers in der Atmosphäre beeinträchtigen. Sie wirken sich auch auf die Bildung von Wolken und die Fähigkeit, Wasser zu transportieren, aus.
So wurden beispielsweise Veränderungen in der Intensität und Verteilung der Niederschläge in Indien und China mit der Feinstaubbelastung in Verbindung gebracht. In einigen Gebieten regnet es mehr als sonst, oft in konzentrierten Schüben, während es in anderen weniger regnet. Feinstaub beeinflusst auch den Verlauf und die Intensität des Monsuns in Asien und hat Dürreperioden in China, Nordamerika und Südasien verschärft. Die Verschmutzung in Europa und Nordamerika wirkt sich auf die Niederschläge und die Dürre in der Sahelzone aus. Für den zufälligen Beobachter scheinen diese Auswirkungen mit den allgemeinen Umweltschwankungen zu verschmelzen, aber ihre Folgen für die Landwirtschaft, die Wasserreservoirs und die biologische Vielfalt sind erheblich.
Luftverschmutzung beeinflusst erneuerbare Energien
Auch die Erträge der Solarenergie sinken in Gebieten mit erheblicher Feinstaubbelastung. Das Abwischen von Staub auf Solarzellen kann einen Teil des Problems lösen, aber der Rest ist komplizierter: Das Sonnenlicht kann durch den Smog nicht vollständig eindringen, was die Energieausbeute der Solarzellen verringert. Studien in Indien und China haben ergeben, dass in den am stärksten betroffenen Gebieten bis zu 25 % des potenziellen Ertrags verloren gehen.
Dies kann die Gewinne der Solarhersteller schmälern und hat erhebliche Auswirkungen auf Städte und Länder, die einen schnellen und kostengünstigen Übergang zu erneuerbaren Energien fördern wollen. Insgesamt scheint die Verschmutzung beispielsweise China jährlich etwa 11 GW Strom zu kosten.
Luftverschmutzung beeinträchtigt Lebensmittel und Vegetation
Ozon kann Pflanzenzellen schädigen und die Photosynthese negativ beeinflussen, während Feinstaub die Menge des Sonnenlichts, die Pflanzen und Lebensmittelpflanzen erreicht, verringern kann. Im Jahr 2000 beliefen sich die weltweiten Ertragseinbußen aufgrund von Ozon auf 79-121 Millionen Tonnen, was in heutigen Preisen einem Wert von 16-26 Milliarden Dollar entspricht. Dazu gehörten Ertragseinbußen von bis zu 15 % bei Soja und Weizen und 5 % bei Mais. Mit der Zunahme des Ozons steigen auch die Verluste. Diese Art der Verschmutzung hat in Indien zu massiven Schäden an Nahrungsmittelpflanzen geführt: Von 2000 bis 2010 hätten die jährlichen Ernteverluste bei Weizen, Reis und Soja fast 94 Millionen Menschen ernähren können. Das ist fast die gesamte Bevölkerung Deutschlands. Ähnliche Ergebnisse in Mexiko zeigen geschätzte Ertragseinbußen von 3 % bei Mais, 26 % bei Hafer, 14 % bei Bohnen und 15 % bei Sorghum.
Ozon und saurer Regen (der durch Sulfat- und NO2-Verschmutzung entsteht, die größtenteils aus der Verbrennung fossiler Brennstoffe stammt) beeinträchtigen auch andere Arten von Vegetation, Wälder und sogar die Bestäubung.
Saubere Luft ist entscheidend
Auch wenn die vielfältigen Auswirkungen entmutigend sein mögen, wissen wir, wie wir die Luftverschmutzung reduzieren und die Luftqualität deutlich verbessern können. Die Vorteile einer Verringerung der Luftverschmutzung überwiegen oft bei weitem die Kosten, und die Luftqualität kann viel schneller verbessert werden, als den meisten Menschen bewusst ist, wenn wir unseren Verstand und unsere Ressourcen dafür einsetzen. Diese unterschätzten, aber gut dokumentierten Kosten sind nur ein weiterer Grund, warum wir schnell und entschlossen handeln sollten, um die Luft zu verbessern.
Wir sehen bereits Lösungen, von denen wir alle lernen können. So sagen Experten, dass wir den Anstieg der kurzfristigen globalen Erwärmung bis 2050 um bis zu 0,6°C verlangsamen könnten, wenn wir SLCPs jetzt reduzieren. Globale Bewertungen haben eine klare Agenda für die Erreichung dieses Ziels aufgestellt, unter anderem durch die Ausweitung des Zugangs zu sauberer Energie, die Verbesserung von Verkehrskraftstoffen, die Verringerung von Fahrzeugemissionen und die Kontrolle von Methanlecks aus der Produktion fossiler Brennstoffe und der Landwirtschaft.
Auch auf lokaler Ebene gibt es Erfolge, von denen wir lernen können. Die Luftverschmutzung in Peking ist in den letzten 20 Jahren dank verbesserter Energieeffizienz und besserer Kontrollen der Fahrzeug- und Kohleemissionen erheblich zurückgegangen. In Mexiko-Stadt haben Investitionen in die Überwachung, politische Innovationen und die Zusammenarbeit zwischen Behörden und Wissenschaft dazu beigetragen, die Luftverschmutzung in der Metropole zu diagnostizieren und seit den 1990er Jahren zu reduzieren. Das US-Gesetz zur Luftreinhaltung (Clean Air Act) hat dazu beigetragen, dass Ozon zwischen 1990 und 2017 um 22 % und PM 2,5 um 40 % gesenkt werden konnten, was beweist, dass nachhaltige Anstrengungen zur Bekämpfung der Luftverschmutzung zu einer deutlich saubereren Luft führen.