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Wie Sie sehen, sehen Sie nichts: Starke Smogbelastung in Weifang (Provinz Shandong).
Wie Sie sehen, sehen Sie nichts: Starke Smogbelastung in Weifang (Provinz Shandong).(Foto: REUTERS)
Donnerstag, 22. Dezember 2016

Sonne dringt kaum durch: Rätsel um Wintersmog in China gelöst

Der Wintersmog mit viel Sulfat in China war bislang ein Rätsel. Nun haben Max-Planck-Forscher den verantwortlichen Mechanismus geklärt - und einen Teufelskreis entdeckt, der die Smogbildung verstärkt.

Der Wintersmog in Nordchina samt der Hauptstadt Peking bedroht regelmäßig die Gesundheit von mehr als 400 Millionen Menschen - auch jüngst lag die Region wieder unter einer Dunstglocke. Die Entstehung des Smogs mit viel Sulfat war bislang ein Rätsel, weil die dafür nötigen Sonnenstrahlen den Dunst kaum durchdringen können. Nun hat ein Team um Yafang Cheng vom Max-Planck-Institut für Chemie in Mainz einen anderen Mechanismus gefunden, der den hohen Sulfatanteil und die Zunahme des Feinstaubs in der winterlichen Dunstglocke erklärt. Der Prozess mündet in einen Teufelskreis, wie die Wissenschaftler im Fachjournal "Science Advances" schreiben.

Menschen mit Atemschutzmasken: ein alltägliches Bild in China.
Menschen mit Atemschutzmasken: ein alltägliches Bild in China.(Foto: AP)

Bei Messungen im Januar 2013 fanden Cheng und Kollegen in Peking Feinstaubwerte (PM2,5), die 16 Mal höher waren als der Grenzwert der Weltgesundheitsorganisation (WHO). Besonders hoch war der Anteil an Sulfaten. "Wir haben festgestellt, dass die Sulfatproduktion mit der Konzentration an feinen Aerosolpartikeln stark ansteigt", wird Erstautorin Cheng in einer Mitteilung des Max-Planck-Instituts zitiert. Das überraschte die Forscher, denn die üblichen Reaktionswege, die zu Sulfaten führen, benötigen Sonnenlicht. Die Sonnenstrahlen konnten den Wintersmog jedoch kaum durchdringen. Es musste also einen anderen Weg geben, der zu Sulfaten führt.

Mehrere Besonderheiten

Das Forscherteam fand mehrere Besonderheiten des chinesischen Wintersmogs. So hält der dichte Dunst viel Stickstoffdioxid (NO2) in Bodennähe. Zudem sorgen mineralischer Staub und Ammoniak aus der Landwirtschaft für einen pH-Wert in den Schwebeteilchen, der deutlich höher ist als bei vergleichbaren Aerosolen in Europa oder in den USA. Der Dunst ist deshalb weniger sauer. Dies ermöglicht eine Reaktion von Stickstoffdioxid (NO2) mit Schwefeldioxid (SO2) zu Sulfaten.

Diese chemische Reaktion findet den Forschern zufolge in den winzigen Wassertröpfchen der Schwebeteilchen statt, obwohl diese drei bis fünf Größenordnungen kleiner sind als Regentropfen. Die Gruppe um Cheng stellte fest, dass diese Reaktion zu einem sich selbst verstärkenden Mechanismus führt: Die Bildung von Sulfaten sorgt dafür, dass die Aerosole größer werden und mehr Wasser aufnehmen können, was wiederum die Entstehung weiterer Sulfate und die Smogbildung fördert.

Strikte Emissionskontrolle wäre wichtig

Die Wissenschaftler folgern, dass eine strengere Kontrolle des Ausstoßes von Stickstoff- und Schwefeldioxid den chinesischen Wintersmog eindämmen könnte. Solche Maßnahmen hätten etwa bei den Olympischen Spielen in Peking 2008 den Feinstaub stark verringert, betonen sie.

Wie wichtig eine strikte Emissionskontrolle wäre, zeigte auch die Situation im Dezember: Wegen der extremen Luftverschmutzung hatten Peking und über 20 andere Städte der Region kürzlich die höchste Smog-Alarmstufe ausgerufen, die Fahrverbote, Fabrik- und Schulschließungen zur Folge hatte. Messungen in Peking ergaben für gefährlichen Feinstaub (PM2,5) Werte von mehr als 450 Mikrogramm pro Kubikmeter Luft – das Achtzehnfache des WHO-Grenzwertes.

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Quelle: n-tv.de

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