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Erhöhte Feinstaubbildung in küstennahen Gebieten

29.02.2016

Das größtenteils in der Landwirtschaft emittierte Ammoniak verstärkt die Bildung bestimmter Feinstaubpartikel in der Luft und fördert damit Verschmutzung im Küstenraum. In Kombination mit Schiffsemissionen ist die Partikelbildung besonders effizient.

Eine der Hauptquellen der Ammoniak-Emissionen ist die Tierhaltung. Anna M. Backes und ihre Kollegen der Abteilung Chemietransportmodellierung des Instituts für Küstenforschung am Helmholtz-Zentrum Geesthacht (HZG) haben in einer Modellstudie gezeigt, dass durch eine Halbierung der Ammoniak-Emissionen die Konzentration besonders der kleinen Feinstaubpartikel in Teilen Europas im Winter um etwa ein Viertel reduziert wird.


NO3-Konzentrationen in µm/m3 für den Referenzfall sowie zwei Szenarien NEC2020 und RCAP, dargestellt für Sommer- und Wintermonate. Die Werte sind im Winter am markantesten. Jedoch lassen sich mit den Annahmen im RCAP-Szenario die Emissionen in küstennahen Gebieten deutlich reduzieren.

Die Emissionen von Ammoniak (NH3) folgen einem Jahresgang und sind zwischen April und Juni sowie im September am intensivsten. Ursache ist die in dieser Zeit zumeist weit verbreitete Felddüngung. Die Wissenschaftler der Abteilung Chemietransportmodellierung im Bereich Biogeochemie im Küstenmeer zeigten in einer Simulation einen Zusammenhang zwischen NH3-Emissionen aus der Landwirtschaft und vorwiegend durch die Schifffahrt im Küstenraum der Nordsee emittierten Stickoxiden (NOx) und Schwefeldioxiden (SO2).

Demnach wird durch das Zusammentreffen beider Emissionen die Bildung insbesondere kleinster Feinstaubpartikel (PM2.5) deutlich verstärkt. Partikel mit einer maximalen Größe von 2,5 Mikrometern können beim Menschen bis weit in die Lungen gelangen und dort gesundheitsschädigend wirken.

Entwicklung verschiedener Szenarien

Die Forscher entwickelten drei Szenarien, deren Schwerpunkte als „politisch“ (NEC2020), „technisch“ (MTFR) und „verhaltensbezogen“ (RCAP) definiert wurden. NEC2020 zeigt den politisch anvisierten Zustand im Jahr 2020 und fußt auf den National Emission Ceilings (NEC).

Das MTFR-Szenario beinhaltet eine technisch machbare maximale Reduktion der Emissionen, während im RCAP-Szenario eine Reduktion des Konsums tierischer Produkte angenommen wurde. „Mit letzterer Simulation konnten wir für alle Jahreszeiten die deutlichste Reduktion der NH3-Emissionen und damit auch der Feinstaubpartikelbildung nachweisen“, erklärt Anna M. Backes, Umweltwissenschaftlerin am HZG.

Effekte in Wintermonaten am größten

Am markantesten zeigten sich die Differenzen in den Herbst- und Wintermonaten. Mit NEC2020 betrug die Reduktion der PM2.5-Partikel im Winter lediglich zwei Prozent, während mit RCAP knapp ein Viertel (minus 24 Prozent) weniger Feinstaubpartikel der Größe PM2.5 simuliert wurde.

Die kälteren Jahreszeiten bilden die Effekte besser ab, da durch andere Emissionsquellen wie vermehrtes Heizen und durch typische meteorologische Situationen mit mehr Feuchtigkeit und reduzierter Vermischung der Luft die Partikelbildung verstärkt ist. Außerdem spielt die Tierhaltung bei der Betrachtung der Ursachen der NH3-Emissionen eine größere Rolle, da die Felddüngung als Emissionsquelle in den Wintermonaten weitgehend wegfällt.

Kontakt

Umweltwissenschaftlerin

Anna M. Backes

Institut für Küstenforschung

Tel: +49 (0)4152 87-1528

anna.backes@hzg.de

Presse- und Öffentlichkeitsarbeit

Oliver Weiner

Institut für Küstenforschung

Tel: +49 (0)4152 87-2369

oliver.weiner@hzg.de

Weitere Informationen:

http://www.hzg.de/public_relations_media/news/061206/index.php.de

Dr. Torsten Fischer | Helmholtz-Zentrum Geesthacht - Zentrum für Material- und Küstenforschung

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