Stickoxide

Die Gase Stickstoffmonoxid (NO) und Stickstoffdioxid (NO₂) werden unter dem Begriff NO_x (Stickoxide) zusammengefasst.

Bei allen Verbrennungsvorgängen entstehen S. (NO_x) als Verbindung zwischen dem Stickstoff der Luft und dem Sauerstoff, aber auch durch Oxidation von stickstoffhaltigen Verbindungen, die im Brennstoff enthalten sind. Insgesamt sind neun S. bekannt, drei der Formel NO_x (x = 1,2,3) und sechs der Formel N₂O_x (x = 1,2,3,4,5,6).

Stickstoffdioxid (NO₂) ist ein rotbraunes, unangenehm riechendes Gas, das die Schleimhäute stark angreift. Es fällt als Zwischenprodukt bei der Salpetersäure-Herstellung an. Stickstoffmonoxid (NO) ist ein farbloses Gas, das an Luft sofort zu NO₂ oxidiert wird. Je höher die Verbrennungstemperatur ist, desto höher ist die S.-Bildung.

Bei allen Verbrennungsvorgängen wird v. a. NO emittiert, das in der Luft weiter zu dem gesundheitsschädlicheren NO₂ reagiert. Aus NO₂ kann sich Salpetersäure bilden, die etwa zu einem Drittel an der Bildung des sauren Regens (Waldsterben) beteiligt ist. Unter Einwirkung von Sonnenlicht können S. zu gefährlichen Photooxidantien reagieren, zu denen das Ozon und das giftigere Peroxiacetylnitrat (PAN) gehört. Ozon ist Hauptbestandteil des im Sommer auftretenden Sommersmogs.

Der Kurzzeitgrenzwert für NO2 beträgt nach TA Luft 200 µg pro m³ Atemluft (Immissionsgrenzwerte). Wenn der Tagesmittelwert der NO_x-Konzentrationen über 150 µg pro m³ Atemluft liegt, treten akute Erkrankungen der Atemorgane auf. Bei einer akuten Vergiftung mit S. kann sich ein Lungenödem ausbilden. Anzeichen einer chronischen Vergiftung sind Kopfschmerzen, Schlaflosigkeit, Geschwüre der Schleimhäute.

1994 wurden in Deutschland über 2 Millionen Tonnen Stickoxide emittiert. V.a. in Städten sind die Stickstoffemissionen auf menschliche Aktivitäten zurückzuführen: Gebäudeheizung, Gewerbe, Industrie und Kraftzeugverkehr, der zwischen 55 und 60 Prozent der Emissionen ausmacht. Trotz Einführung des Katalysators sind in den Städten die NOx-Konzentrationen nur im geringen Maße zurückgegangen. Jahresmittelwerte in Städten betragen 20-90 µg/m³ und in ländlichen Gegenden 8 µg/m³.

Als Mitverursacher von saurem Regen schädigen NOx Baustoffe, Metalle, Kunststoffe, Vegetation, Böden und Gewässer (höhere Nitratwerte). Stickstoffdioxid ist ein starkes Reizgas und wirkt auf Schleimhäute, Atemwege und beeinträchtigt die Lungenfunktion. Reversible Effekte treten bei Expositionen von 30 Minuten gegenüber Werten von ca. 500 µg/m³ auf. Bei höheren Konzentrationen können Veränderungen des Lungengewebes auftreten und das Bakterienabwehrsystem der Lungen schädigen. Chronische Effekte sind aber auch bereits bei niedrigen Konzentrationen zu erwarten.