Begriffsbestimmungen

Die LUBW ist für die Überwachung der Luftqualität in Baden-Württemberg zuständig, mit dem Ziel Art und Wirkung von Luftverunreinigungen auf den Menschen und die Umwelt zu erkennen, zu erfassen und die Ursachen so weit wie möglich zu beseitigen oder zumindest zu begrenzen. Als Luftverunreinigungen werden gemäß dem Bundes-Immissionsschutzgesetz (BImSchG) alle Veränderungen der natürlichen Zusammensetzung der Luft bezeichnet, beispielsweise durch Rauch, Ruß, Staub, Gase, Aerosole, Dämpfe und Geruchsstoffe.

Emission

Im Zusammenhang mit unserer Umwelt ist die Emission die von einer Quelle (Emittent) ausgehende Freisetzung von festen, flüssigen oder gasförmigen Stoffen in die Atmosphäre. Die Emissionen können sowohl natürlichen Ursprungs als auch durch die Zivilisation bedingt (anthropogen) sein. Durch natürliche Ereignisse wie Waldbrände, Vulkanausbrüche (Emission von z. B. Ruß, Schwefeldioxid) und Sandstürme gelangen Schadstoffe in die Atmosphäre. Pflanzen emittieren Pollen sowie organische Gase, Sümpfe dagegen Methan. Anthropogen bedingte Emissionen stammen vor allem aus Verkehr, Industrie und Landwirtschaft. Beispiele hierfür sind die Schadstoffemissionen der Kraftfahrzeuge, die von einer Anlage ausgehenden Luftverunreinigungen oder Geräusche, der Straßenverkehrslärm und die Funkwellen von Sendemasten.
Durch das Bundes-Immissionsschutzgesetz werden die Emissionen im Rahmen von Genehmigungen und Anordnungen begrenzt, mit dem Ziel Menschen, Tiere, Pflanzen, Böden, Gewässer sowie Sachgüter vor schädlichen Umwelteinwirkungen zu schützen.

Immission

Die Immission ist die Einwirkung der an die Umwelt abgegebenen Stoffe. Das Erfassen und Bewerten der Immission ist wesentliche Aufgabe der Luftqualitätsüberwachung. Im Bundes-Immissionsschutzgesetz werden u. a. die allgemeinen Grundlagen und Regelungen zum Schutz von Mensch und Umwelt vor Luftverunreinigungen genannt.

Transmission

Die Transmission ist der Transport bzw. die Ausbreitung sowie mögliche Umwandlung der Stoffe in der Atmosphäre. Bei der Transmission unterliegen die Stoffe den witterungsbedingten atmosphärischen Verhältnissen.

Deposition

Die Deposition ist die Ablagerung von aus der Atmosphäre entfernten Stoffen auf belebten und unbelebten Oberflächen. Unterschieden wird  zwischen nasser, trockener und feuchter Deposition.

Mit der nassen Deposition werden gelöste und ungelöste Schadstoffe durch die Niederschläge (z. B. Regen, Schnee, Graupel) ausgewaschen. Diese Auswaschung als Selbstreinigung der Atmosphäre kann innerhalb von Wolken (Rainout) oder unterhalb der Wolkenbasis (Washout) erfolgen. Die Effektivität dieses Vorgangs, bestimmt durch den Rainout- bzw. Washout-Koeffizienten, hängt ab von den

  • Eigenschaften der ausgewaschenen Substanzen (Löslichkeit, Partikelgröße) und
  • Niederschlagscharakteristika (Niederschlagsintensität, Tropfenspektrum).

Die Wolken können die gebundenen Luftverunreinigungen aus verschiedenen Emissionsquellen zu entfernteren Gebieten transportieren. Dabei verändert sich das Verhältnis von trockener zu nasser Deposition von 10:1 in Emittentennähe auf 1:1 in emittentenferne Gebiete. Das heißt, während in der Nähe von Emissionsquellen die trockene Deposition den Hauptanteil der Gesamtdeposition bildet, nimmt der Anteil der nassen Deposition an der Gesamtdeposition mit der Entfernung zur Emissionsquelle zu und trägt dazu bei, dass Luftverunreinigungen auch zu empfindlichen Ökosystemen gelangen können.

Die Sedimentation von Staubpartikeln (> 10 µm) durch Schwerkraft bzw. die Adsorption oder die Diffusion von Gasen, Feinstäuben und Aerosolen auf Oberflächen bedingen die trockene Deposition. Diese ist von der chemischen Zusammensetzung der bodennahen Luftschicht abhängig.

Die feuchte Deposition erfolgt durch Nebel, Tau und Reif bzw. Ablagerungen (Interzeption) auf feuchten mit einem Wasserfilm überzogenen Flächen. Hier finden hohe Wechselwirkungen der Luftschadstoffe mit der Vegetation statt (z. B. beim Auskämmeffekt der Wälder), wenn die Nebeltröpfchen auf Hindernisse (Impaktion) aufprallen. An der Gesamtdeposition ist der Anteil der feuchten Deposition eher gering, Ausnahmen bilden Höhenlagen.
Von besonderer Bedeutung ist der Auskämmeffekt der Bäume bzw. des Waldes. Die Blätter und Nadeln der Bäume bilden eine große Oberfläche mit unterschiedlicher Rauhigkeit. Hier lagern sich die Schadstoffe bevorzugt ab. Diese positive luftreinigende Wirkung ist jedoch für das Ökosystem Wald mit einem verstärkten Schadstoffeintrag verbunden. Vor allem Wälder mit hoher Nebelbeaufschlagung wie z. B. der Schwarzwald sind davon betroffen. Die Deposition von beispielsweise Stickstoffeinträgen verursachen eine Nährstoffanreicherung (Eutrophierung) und gemeinsam mit Schwefelverbindungen eine Versauerung. Dies kann bei besonders empfindlichen Ökosystemen eine Veränderungen des Artenspektrums bewirken.