Tropospherische Schadstoffe: Auswirkungen und Umweltbedenken

Einleitung

Die Erdatmosphäre besteht aus fünf Schichten. Die Troposphäre ist die unterste Schicht. Ihre Grenzen beginnen am Boden und erstrecken sich bis zu einer Höhe von etwa 23.000 bis 65.000 Fuß über dem Meeresspiegel. In der Troposphäre eingeschlossene Schadstoffe verursachen Umweltschäden und führen zu ernsthaften Gesundheitszuständen.

Ozon

• Ozon, ein Sauerstoffgas, kommt natürlich in der gesamten Atmosphäre vor. In der Stratosphäre reduziert die Ozonschicht die Menge an UV-Strahlung, die die Oberfläche des Planeten erreicht; jedoch wird es in der Troposphäre zu einem Schadstoff. Ozon in der Troposphäre resultiert aus der Interaktion von UV-Licht mit Stickstoffoxiden und Kohlenwasserstoffen, die von Industrieprozessen und Automobilen ausgestoßen werden. Laut der University Corporation for Atmospheric Research verursacht dieser Schadstoff Atemprobleme bei Menschen, schädigt Nutzpflanzen und Wälder und zerstört Materialien wie Gummi und Nylon.

Treibhausgase

• Treibhausgase sind chemische Verbindungen, die Sonnenlicht absorbieren, wenn es von der Erdoberfläche reflektiert wird, und Wärme in der Troposphäre einschließen. Diese Gase umfassen Kohlendioxid, Stickoxide, Methan und Gase, die in Aerosolen verwendet werden. Die U.S. Energy Information Administration schätzt, dass Kohlendioxidemissionen aus der Verbrennung fossiler Brennstoffe etwa 82 Prozent der gesamten Treibhausgasemissionen des Landes ausmachen. Deponien, Düngemittel, Kohlebergwerke und Industrieprozesse setzen Stickoxide und Methan in die Atmosphäre frei. Die Anhäufung von Treibhausgasen in der Troposphäre führt zu steigenden Temperaturen an der Oberfläche, was zu Veränderungen des Meeresspiegels und der Wettermuster führt.

Kohlenmonoxid

• Kohlenmonoxid ist ein farbloses, geruchloses Gas, das durch die unvollständige Verbrennung von Kohlenstoff in Brennstoff entsteht. Die U.S. Environmental Protection Agency (EPA) schätzt, dass Fahrzeugabgase etwa 56 Prozent aller Kohlenmonoxidemissionen in den USA produzieren. Waldbrände, häusliche Holzverbrennung und Industrieprozesse wie die chemische Herstellung stoßen Kohlenmonoxid in die Troposphäre aus. Kohlenmonoxid führt laut EPA zu ernsthaften Gesundheitszuständen. Es betrifft das zentrale Nervensystem und das Herz-Kreislauf-System. Dieser Schadstoff trägt auch zur Bildung von Smog bei.

Stickoxide

• Der Abbau von Stickstoffgas in der Troposphäre produziert Stickoxide wie Stickstoffdioxid und Stickstoffmonoxid. Diese Schadstoffe resultieren aus Blitzen, Fahrzeugabgasen und der Verbrennung von Biomasse. In Automobilen installierte Katalysatoren helfen, die Emissionen von Stickoxiden zu verringern. Diese Verbindungen reagieren mit Wasserdampf zu Salpetersäure, einer Komponente von saurem Regen und einem Mitverursacher des Ozonlochs in der Stratosphäre.

Schwefeloxide

• Schwefeloxide sind giftige Verbindungen, die Schwefel enthalten. Sie führen laut Windows to the Universe, einer Bildungswebsite der National Earth Science Teachers Association (NESTA), zu Atemproblemen bei Menschen. Vulkane sowie Öl- und Kohleverbrennung erzeugen Schwefeloxide. Diese Schadstoffe verbinden sich mit Wasserdampf zu Schwefelsäure, einer Komponente von saurem Regen.

Flüchtige organische Verbindungen

• Flüchtige organische Verbindungen, oder VOCs, sind organische Verbindungen, die in gasförmiger Form in der unteren Atmosphäre vorkommen, aber bei normalen Temperaturen und Druck Feststoffe oder Flüssigkeiten sind. Sie resultieren aus menschlichen Aktivitäten wie Landwirtschaft, Industrieprozessen, Fahrzeugabgasen, Ölraffinerie und Lösungsmittelverbrauch. Natürliche Prozesse, einschließlich Emissionen von Waldbränden, Bäumen, Pflanzen und wilden Tieren, setzen ebenfalls VOCs in die Troposphäre frei. VOCs tragen zum Ozonabbau in der Stratosphäre, zur Smogbildung und zum Treibhauseffekt bei.