Schadstoffe aus Kfz

S. sind Betankungs- und Schmierölverluste (Altöl), Abgase aus der Verbrennung und Schwermetallabgaben aus Katalysatoren sowie Abrieb von Reifen und Bremsbelägen.

Das Abgas eines Autos enthält hauptsächlich Stickstoff, Wasserdampf und Kohlendioxid, das als Hauptverursacher des Treibhauseffektes gilt. Daneben werden eine Reihe von Substanzen mit unterschiedlicher Schadwirkung emittiert. Dazu zählen v.a. die durch Grenzwerte beschränkten Schadstoffe Kohlenmonoxid (CO), Kohlenwasserstoffe (CH) und Stickoxide (NOx).

Kohlenmonoxid und Kohlenwasserstoffe entstehen bei unvollständiger Verbrennung aufgrund von Sauerstoffmangel oder zu niedriger Temperatur, Kohlenwasserstoffe auch durch Verdunstung des Kraftstoffs (Betankungsverlust).

Die spezfischen CO-Emissionen aus den kraftfahrzeugen sind aufgrund der Abgasgesetzgebung seit Anfang der 80er Jahre rückläufig. Diese Erfoleg werden jedoch durch insgesamt stark ansteigenden Verkehr wieder aufgehoben.

Stickoxide (NOx) entstehen aus dem in der Luft enthaltenen Stickstoff als Folge verschiedener chemischer Reaktionen mit dem Sauerstoff bei der Verbrennung. Hierbei spielen Temperatur, Kraftstoffart und Sauerstoffanteil die Hauptrolle. Die NOx-Bildung nimtt bei höheren Temperaturen stark zu. Um den Wirkungsgrad hoch und damit den Kraftstoffverbrauch niedrig zu halten, arbeitet man jedoch mit höheren Verdichtungen und höheren Verbrennungstemperaturen im Motor, so dass der geringe Kraftstoffverbrauch hochverdichteter Motoren direkt eine höhere NOx-Emission zur Folge hat.

Einen Ausweg aus dem Zielkonflikt zwischen niedrigem Kraftstoffverbrauch und niedrigen NOx-Emissionen bietet beim Ottomotor die Nachbehandlung des Abgases mit einem Katalysator (Drei-Wege-Katalysator), bei Diesel-Fahrzeugen (Dieselmotor) v.a. die Abgasrückführung. Bei schweren Nutzfahrzeugen wird eine NOx-Minderung auch mit Turboaufladung (Turbolader) und Ladeluftkühlung erzielt.

Aufgrund steigender Fahrleistungen und zunehmender Anteile des Lkw-Verkehrs konnte der Anstieg der NOx-Emissionen im Straßenverkehr bisher nicht gestoppt werden (Schadstoffarme Kfz). Besonders problematisch sind die NOx-Emissionen, weil aus ihnen unter Einwirkung von Sonnenlicht Ozon entsteht, Hauptbestandteil des Sommersmogs. In Großstädten stellt dies im Sommer eine zentrale Gesundheitsgefahr dar (Ozon). Außerdem sind Stickoxide (und das Folgeprodukt Ozon) Hauptverursacher des Waldsterbens.

    1990 1996 2000 2005 2010
Fahleistung in Mrd km Gesamt 592,1 652,2 697,2 753,7 794,1
  Pkw 504,2 546,4 584,7 634,4 670,1
  Nutzfahrzeuge/ 68,1 89,4 94,9 99,8 102,4
  Busse 4,2 4 4,1 4,4 4,8
Kohlendioxid Mt/a Gesamt 150 166,7 174,5 181,8 183,3
  Pkw 104,8 111,2 117,2 122,5 123,1
  Nutzfahrzeuge/ 40,1 50,7 52,3 54 54,5
  Busse 3,8 3,6 3,7 3,9 4,1
Kohlenmonoxid Gesamt 6487 3435,5 2395,3 1754,6 1561,5
  Pkw 5614,8 2781,9 1845,8 1282,4 1107,6
  Nutzfahrzeuge/ 563,3 380,4 266,7 219,6 212,4
  Busse 22,7 17,5 17 17,4 18
Kohlenwasserstoffe kt/a Gesamt 1469 568,1 344,6 240,2 216,8
  Pkw 1261,1 436,4 237,5 145,2 124,5
  Nutzfahrzeuge/ 136,2 92,2 73,1 65,3 63,3
  Busse 8,1 6,7 6,5 6,6 6,9

Stickstoffoxide kt/a

Gesamt 1223 965 822,2 763,1 756,6
  Pkw 764,3 474 394,2 367,2 368,8
  Nutzfahrzeuge/ 407,8 443,8 383,8 352,8 344,6
  Busse 49,1 44,7 40,9 38,9 38
Dieselrußpartikel kt/a Gesamt 40,5 39,9 31,3 26,5 25,9
  Pkw 9,0 9,8 9,7 10,6 12,2
  Nutzfahrzeuge/ 28,1 28 20 14,7 12,7
  Busse 3,4 2 1,6 1,2 1
Benzol kt/a Gesamt 68,7 24,7 14,9 10,1 8,8
  Pkw 60,2 20,4 11,6 7,3 6,1
  Nutzfahrzeuge/ 5,0 2,4 1,7 1,4 1,4
  Busse 0,2 0,1 0,1 1,0 0,1

Quelle: Jahresbericht 1996 Umweltbundesamt

Bleiemissionen entstehen in der Menge, in der Blei dem Benzin zugesetzt wird (Kraftstoffzusätze, Benzinbleigesetz, Bleifreies Benzin).
Ruß wird hauptsächlich von Dieselmotoren, aber auch von Gasturbinen ausgestoßen. Der Bildungsmechanismus ist kompliziert und noch nicht vollständig erforscht. Ruß ist v.a. deshalb sehr schädlich, weil sich an den Rußteilchen andere Schadstoffe, wie z.B. Metalloxide,

organische Verbindungen und speziell polycyclische aromatische Kohlenwasserstoffe (PAK) (
Benzo[a]pyren, Aromaten) anlagern, die z.T. kanzerogen sind. Insbesondere aufgrund der Zunahme des Lkw-Verkehrs wird sich der Ausstoß von Rußpartikeln trotz neuer Grenzwerte (Emissionsgrenzwerte für Kraftfahrzeuge) weiter erhöhen.

Dringend erforderlich ist der Einbau von Rußfiltern (Partikelfilter). Schwefeldioxid entsteht bei Dieselfahrzeugen, sofern der Dieselkraftsoff Schwefel enthält.

Unter den summarisch als Kohlenwasserstoffe bzw. als flüchtige

organische Verbindungen registrierten S. gibt es einige besonders giftige, wie z.B. Benzol, Formaldehyd,
Benzo[a]pyren. Diese müßten beim Vergleich der verschiedenen Techniken zur Verminderung der S. gesondert betrachtet werden. Dabei schneidet der Betrieb mit Autogas besonders gut ab.

Die gesundheitlilch relevantesten S. sind die krebsauslösenden Substanzen Dieselruß und Benzol, das auch von Fahrzeugen mit Drei-Wege-Katalysator ausgestoßen wird, sowie Stickoxide aufgrund ihrer Ozon-Bildung. Die Mehrheit der Wissenschaftler geht dabei davon aus, dass Dieselrißpartikelbis zum Faktor 5 stärker krebsauslösend wirken als Benzol.

Eine bereits 1992 veröffentlichte Studie des Länderausschusses für Imissionsschutz (LAI) kam zu dem Ergebnis, dass in Deutschland jährlich 4000 Menschen an Krebs infolge von Luftschadstoffen sterben. Dominierende Rolle dabei spielen die Abgase der Autos und v.a. des Lkw-Verkehrs.

Autor: KATALYSE Institut

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