Wie wirkt sich die Stickoxidverschmutzung auf die Umwelt aus?

NEIN_x Eine Verschmutzung tritt auf, wenn bei der Hochtemperaturverbrennung fossiler Brennstoffe Stickoxide als Gas in die Atmosphäre freigesetzt werden. Diese Stickoxide bestehen hauptsächlich aus zwei Molekülen, Stickoxid (NO) und Stickstoffdioxid (NO₂); es gibt andere Moleküle auf Stickstoffbasis, die als NO angesehen werden_x, Sie treten jedoch in viel geringeren Konzentrationen auf. Ein eng verwandtes Molekül, Lachgas (N₂O) ist ein bedeutendes Treibhausgas, das eine Rolle beim globalen Klimawandel spielt.

Woher kommt die NOx-Verschmutzung??

Stickoxide entstehen, wenn Sauerstoff und Stickstoff aus der Luft während eines Verbrennungsvorgangs bei hoher Temperatur in Wechselwirkung treten. Diese Bedingungen treten in Automotoren und mit fossilen Brennstoffen betriebenen Elektrizitätswerken auf.

Insbesondere Dieselmotoren produzieren große Mengen an Stickoxiden. Dies ist auf die Verbrennungsmerkmale zurückzuführen, die für diesen Motortyp charakteristisch sind, einschließlich ihrer hohen Betriebsdrücke und Temperaturen, insbesondere im Vergleich zu Benzinmotoren. Außerdem lassen Dieselmotoren zu, dass überschüssiger Sauerstoff aus den Zylindern austritt, was die Wirksamkeit von Katalysatoren verringert, die die Freisetzung der meisten NO verhindern_x Gase in Benzinmotoren.

Was sind die mit NOx verbundenen Umweltprobleme??

NEIN_x Gase spielen eine wichtige Rolle bei der Bildung von Smog und erzeugen den braunen Dunst, der besonders im Sommer häufig in Städten auftritt. Bei Einwirkung von UV-Strahlen im Sonnenlicht ist NO_x Moleküle brechen auseinander und bilden Ozon (O₃). Das Problem wird durch das Vorhandensein von flüchtigen organischen Verbindungen (VOC) in der Atmosphäre verschlimmert, die auch mit NO interagieren_x gefährliche Moleküle zu bilden. Ozon in Bodennähe ist ein schwerwiegender Schadstoff, anders als die schützende Ozonschicht in der Stratosphäre.

Bei Regen bilden Stickoxide Salpetersäure, was zum Problem des sauren Regens beiträgt. Darüber hinaus versorgt die NOx-Ablagerung in den Ozeanen das Phytoplankton mit Nährstoffen, wodurch das Problem der roten Gezeiten und anderer schädlicher Algenblüten verstärkt wird.

Was sind die gesundheitlichen Bedenken im Zusammenhang mit NOx?

Stickoxide, Salpetersäure und Ozon können leicht in die Lunge gelangen und dort das empfindliche Lungengewebe schwer schädigen. Auch eine kurzzeitige Exposition kann die Lunge gesunder Menschen reizen. Bei Patienten mit Erkrankungen wie Asthma hat sich gezeigt, dass das Einatmen dieser Schadstoffe bereits nach kurzer Zeit das Risiko eines Notaufnahme- oder Krankenhausaufenthalts erhöht.

Ungefähr 16% der Häuser und Wohnungen in den Vereinigten Staaten befinden sich in einem Umkreis von 300 Fuß um eine Hauptstraße, was die Exposition gegenüber gefährlichem NO erhöht_x und deren Derivate. Diese Luftverschmutzung kann bei diesen Bewohnern - insbesondere bei sehr jungen und älteren Menschen - zu Atemwegserkrankungen wie Emphysem und Bronchitis führen. NEIN_x Verschmutzung kann auch Asthma und Herzerkrankungen verschlimmern und ist mit einem erhöhten Risiko für vorzeitigen Tod verbunden.

Welche Rolle spielt die NOx-Belastung im Volkswagen Diesel-Skandal??

Volkswagen vertreibt seit langem Dieselmotoren für die meisten Fahrzeuge seines Fuhrparks. Diese kleinen Dieselmotoren bieten ausreichend Leistung und beeindruckenden Kraftstoffverbrauch. Es gab Bedenken hinsichtlich der Stickoxidemissionen der Autos, aber diese wurden besänftigt, als die kleinen Volkswagen Dieselmotoren die strengen Anforderungen der US-Umweltschutzbehörde und des California Air Resources Board erfüllten.

Irgendwie schienen nur wenige andere Autohersteller in der Lage zu sein, ihre eigenen leistungsstarken, aber sparsamen und sauberen Dieselmotoren zu entwickeln und herzustellen. Es wurde klar, warum im September 2015, als die EPA enthüllte, dass VW die Emissionstests betrogen hatte. Der Autohersteller hatte seine Motoren so programmiert, dass sie die Prüfbedingungen erkennen und bei Parametern, die nur sehr geringe Mengen an Stickoxiden produzieren, automatisch arbeiten. Bei normaler Fahrweise produzieren diese Fahrzeuge jedoch das 10- bis 40-fache der maximal zulässigen Höchstmenge.

Quellen

• EPA. Stickstoffdioxid - Gesundheit
• EPA. Stickstoffdioxid (NOx) - Warum und wie sie kontrolliert werden

Dieser Artikel wurde mit Unterstützung von Geoffrey Bowers, Professor für Chemie an der Alfred University, und Autor des Buches "Chemie durch Autos verstehen" (CRC Press) verfasst..