Per Definition bezieht sich Verschmutzung auf jede Angelegenheit, die „fehl am Platz“ ist. Mit anderen Worten, es ist das, was passiert, wenn Toxine, Verunreinigungen und andere schädliche Produkte in eine Umgebung gelangen und deren normale Muster und Funktionen stören. In unserer Atmosphäre bezieht sich Verschmutzung auf die Einführung von Chemikalien, Partikeln und biologischen Stoffen, die für Menschen, Pflanzen und Tiere schädlich sein und die natürliche Umwelt schädigen können.
Während einige Verschmutzungsursachen völlig natürlich sind - das Ergebnis plötzlicher Temperaturänderungen, saisonaler Änderungen oder regelmäßiger Zyklen -, sind andere das Ergebnis menschlicher Einflüsse (d. H. Anthropogen oder vom Menschen verursacht). Die Auswirkungen der Luftverschmutzung auf unseren Planeten, insbesondere die durch menschliche Aktivitäten verursachten, sind für Entwickler, Planer und Umweltorganisationen angesichts der langfristigen Auswirkungen, die sie haben können, immer wichtiger.
Die Erdatmosphäre besteht nach Zusammensetzung aus Stickstoffgas (78%), Sauerstoffgas (21%) und anderen Spurengasen (wie Argon und Kohlendioxid). Dieses Gleichgewicht ist für alles Leben hier auf der Erde von wesentlicher Bedeutung, daher kann die Einführung von Schadstoffen eine tiefgreifende und schädliche Wirkung haben. Insgesamt kann die Verschmutzung viele Formen annehmen, beispielsweise Kohlenstoffverbindungen wie Kohlenmonoxid (CO) und Kohlendioxid (CO²). Schwefelverbindungen wie Schwefeldioxid (SO²), Methan, radioaktiver Zerfall oder giftige Chemikalien.
Darüber hinaus kann die Luftverschmutzung in primäre und sekundäre Schadstoffarten unterteilt werden. Während Primärschadstoffe durch Primärquellen verursacht werden - dh das direkte Ergebnis von Prozessen (wie Industrieemissionen oder Vulkanausbrüchen) - sind Sekundärschadstoffe das Ergebnis von Vermischungen und Reaktionen von Primärschadstoffen (wie Kohlenstoffemissionen und Wasserdampf, die Smog erzeugen). .
Natürliche Ursachen:
Natürliche Formen der Verschmutzung sind solche, die aus natürlich vorkommenden Phänomenen resultieren. Dies bedeutet, dass sie durch regelmäßige Aktivitäten verursacht werden, die nicht von Menschen gemacht sind oder das Ergebnis menschlicher Aktivitäten sind. Darüber hinaus unterliegen diese Verschmutzungsquellen natürlichen Kreisläufen, die unter bestimmten Bedingungen häufiger und unter anderen weniger häufig sind. Ein Teil der natürlichen Klimavariationen der Erde zu sein, bedeutet auch, dass sie über lange Zeiträume nachhaltig sind.
Staub und Waldbrände:
In großen offenen Gebieten, die wenig bis gar keine Vegetation aufweisen und aufgrund fehlender Niederschläge besonders trocken sind, kann Wind auf natürliche Weise Staubstürme erzeugen. Diese Partikel können, wenn sie der Luft zugesetzt werden, eine natürliche wärmende Wirkung haben und auch ein Gesundheitsrisiko für Lebewesen darstellen. Feinstaub kann, wenn er in Regionen mit natürlicher Vegetation verstreut wird, auch ein natürliches Hindernis für die Photosynthese sein.
Waldbrände sind ein natürliches Ereignis in Waldgebieten, wenn längere Trockenperioden auftreten, im Allgemeinen aufgrund von Saisonwechseln und fehlendem Niederschlag. Der durch diese Brände verursachte Rauch und das Kohlenmonoxid tragen zum Kohlenstoffgehalt in der Atmosphäre bei, was eine stärkere Erwärmung ermöglicht, indem ein Treibhauseffekt verursacht wird.
Tier und Vegetation:
Die Verdauung von Tieren (insbesondere durch Rinder) ist eine weitere Ursache für natürliche Luftverschmutzung, die zur Freisetzung von Methan, einem weiteren Treibhausgas, führt. In einigen Regionen der Welt emittiert die Vegetation - wie Schwarzgummi, Pappel, Eiche und Weide - an wärmeren Tagen erhebliche Mengen an flüchtigen organischen Verbindungen (VOC). Diese reagieren mit primären anthropogenen Schadstoffen - insbesondere Stickoxiden, Schwefeldioxid und Kohlenstoffverbindungen - und erzeugen niedrig liegende saisonale Gefahren, die reich an Ozon sind.
Vulkanische Aktivität:
Vulkanausbrüche sind eine Hauptquelle für natürliche Luftverschmutzung. Wenn ein Ausbruch auftritt, entstehen enorme Mengen an Schwefel-, Chlor- und Ascheprodukten, die in die Atmosphäre freigesetzt werden und von Winden aufgenommen werden können, um sich über große Gebiete zu verteilen. Darüber hinaus ist bekannt, dass Verbindungen wie Schwefeldioxid und Vulkanasche aufgrund ihrer Fähigkeit, Sonnenstrahlung zu reflektieren, einen natürlichen Kühleffekt haben.
Anthropogene Ursachen:
Aber bei weitem der größte Beitrag zur Luftverschmutzung sind heute diejenigen, die auf menschliche Einflüsse zurückzuführen sind - d. H. Vom Menschen verursachte Ursachen. Diese sind größtenteils auf die Abhängigkeit des Menschen von fossilen Brennstoffen und der Schwerindustrie zurückzuführen, können aber auch auf die Anhäufung von Abfällen, die moderne Landwirtschaft und andere vom Menschen verursachte Prozesse zurückzuführen sein.
Emissionen fossiler Brennstoffe:
Die Verbrennung fossiler Brennstoffe wie Kohle, Erdöl und anderer Fabrikbrennstoffe ist eine Hauptursache für Luftverschmutzung. Diese werden in der Regel in Kraftwerken, Produktionsstätten (Fabriken) und Müllverbrennungsanlagen sowie in Öfen und anderen Arten von Brennstoffverbrennungsheizgeräten eingesetzt. Die Bereitstellung von Klimaanlagen und anderen Dienstleistungen erfordert auch erhebliche Mengen an Elektrizität, was wiederum zu mehr Emissionen führt.
Laut der Union of Concerned Scientists macht die Industrie 21% der Treibhausgasemissionen in den USA aus, während die Stromerzeugung weitere 31% ausmacht. Inzwischen sind Emissionen, die durch benzinverbrennende Fahrzeuge verursacht werden - d. H. CO, CO², Stickoxide, Partikel und Wasserdampf - ebenfalls eine bedeutende Quelle für Luftverschmutzung.
Eine 2013 von der UCS durchgeführte Studie zeigte, dass der Transport mehr als die Hälfte der Kohlenmonoxid- und Stickoxide und fast ein Viertel der in die Luft emittierten Kohlenwasserstoffe in den USA ausmachte. Weltweit ist die Situation ähnlich, mit geringfügigen Abweichungen je nach Sektor. Laut dem IPCC Fifth Assessment Report (2014) entfielen auf die Industrie 21% der gesamten Treibhausgasemissionen, auf die Strom- und Wärmeerzeugung weitere 25% und auf den Transport 14%.
Landwirtschaft und Tierhaltung:
Treibhausgasemissionen aus der Landwirtschaft (auch bekannt als Anbau von Kulturpflanzen und Vieh) werden durch eine Kombination von Faktoren verursacht, unter anderem durch die Produktion von Methan durch Rinder. Eine weitere Ursache ist die Entwaldung, bei der aufgrund des Bedarfs an Weideland und wachsenden Feldern Bäume entfernt werden müssen, die sonst Kohlenstoff binden und die Luft reinigen würden.
Laut dem IPCC Fifth Assessment Report macht die Landwirtschaft 24% der jährlichen Emissionen aus. In dieser Schätzung ist jedoch nicht das CO2 enthalten, das Ökosysteme aus der Atmosphäre entfernen, indem sie Kohlenstoff in Biomasse, toten organischen Stoffen und Böden binden, wodurch etwa 20% der Emissionen aus diesem Sektor ausgeglichen werden.
Abfall:
Es ist auch bekannt, dass Deponien Methan erzeugen, das nicht nur ein wichtiges Treibhausgas ist, sondern auch erstickend und leicht entflammbar und potenziell gefährlich, wenn eine Deponie unkontrolliert wächst. Bevölkerungswachstum und Verstädterung stehen in einem proportionalen Verhältnis zur Abfallerzeugung, was wiederum zu einer höheren Nachfrage nach Deponien führt, die weit entfernt von städtischen Umgebungen liegen. Diese Standorte wurden somit zu einer bedeutenden Quelle der Methanproduktion.
Umweltwissenschaftler sind sich seit einiger Zeit bewusst, dass die Erde über mehrere Selbstregulierungsmechanismen verfügt. Wenn es um die Erdatmosphäre geht, ermöglichen diese Mechanismen die Bindung von Kohlenstoff und anderen Schadstoffen, wodurch sichergestellt wird, dass das Gleichgewicht des Ökosystems nicht beeinträchtigt wird. Leider droht der wachsende Einfluss der Menschheit auf den Planeten, dieses Gleichgewicht dauerhaft zu verändern.
Grundsätzlich fügen wir der Luft (sowie den Ozeanen und Landmassen) Schadstoffe schneller hinzu, als die natürlichen Mechanismen der Erde sie entfernen können. Die Ergebnisse sind in Bezug auf sauren Regen, Smog, globale Erwärmung und eine Reihe von Gesundheitsproblemen zu spüren, die direkt auf die Exposition gegenüber diesen schädlichen Schadstoffen zurückzuführen sind. Wenn wir weiter auf dem Planeten Erde leben wollen, müssen Nachhaltigkeit und weniger Umweltverschmutzung unsere Ziele sein!
Wir haben viele Artikel über Luftverschmutzung für das Space Magazine geschrieben. Könnte die Luftverschmutzung im Zusammenhang mit dem Wachstum des Lebens in den Ozeanen der tropischen Flora einen dringend benötigten Schub verleihen? Und wie funktioniert die Kohlenstoffabscheidung?
Weitere Informationen finden Sie auf der Visible Earth Homepage. Und hier ist ein Link zum Earth Observatory der NASA.
Astronomy Cast enthält auch Episoden über den Planeten Erde und die Auswirkungen der Menschheit auf die Umwelt - Episode 51: Erde und Episode 308: Klimawandel.
