China: Reduktion des Feinstaubs führt zur Erhöhung der Ozonbelastung

Innerhalb weniger Jahre konnte China die Feinstaubkonzentration in den Megacities um 40 Prozent senken, aber Feinstaub hatte zuvor die Ozonbildung gebremst

In China lässt sich gerade wieder beobachten, wie auch gut gemeinte Maßnahmen zum Schutz der Gesundheit unerwartete Nebenwirkungen verursachen, die neue Maßnahmen erforderlich machen, welche möglicherweise wieder negative Nebenwirkungen zur Folgen haben. Als Smog und Feinstaubbelastung in Chinas Städten besorgniserregend zunahmen und die Menschen unruhig wurden, ordnete 2013 die chinesische Regierung einen Aktionsplan zur Bekämpfung der Luftverschmutzung durch Feinstaub an. Dieser beeinträchtige nicht nur die Gesundheit, sondern gefährde auch die soziale Harmonie und Stabilität. Luftverschmutzung soll weiterhin jährlich den vorzeitigen Tod von einer Million Chinesen verursachen. Im Herbst hüllte allerdings wieder dichter Smog Peking ein.

Kohlekraftwerke und -heizungen wurden reduziert, Kraftwerke und Firmen geschlossen, Schadstoffe wie Schwefel und Stickstoff wurden vermehrt aus den Abgasen von Kraftwerken und Industrieanlagen herausgefiltert, mit Verkehrsmanagement wurde versucht, die Emissionen durch Ausbau öffentlicher Verkehrsmittel, Förderung von E-Autos und Fahrradfahren, Verbot von Altfahrzeugen, verbesserten Treibstoff etc. zu reduzieren. Überdies werden die gemessenen Werte der Luftbelastung in Echtzeit wie hier für Peking veröffentlicht.

Und der Aktionsplan war auch erfolgreich. Die Feinstaubkonzentration von PM2.5 ging in Ostchina bis 2017 um 40 Prozent zurück. Gleichzeitig stieg aber die bodennahe Ozonkonzentration vor allem in großen Städten wie Peking und Shanghai an, wie Wissenschaftler der John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS) und der Nanjing University of Information Science & Technology (NUIST) berichten. Hohe Ozonkonzentrationen in der Atemluft können zu zahlreichen gesundheitlichen Beschwerden und zu Atemwegserkrankungen führen. Festgestellt wurde ein Zusammenhang zwischen Ozonwerten und Erkrankungen der Atemwege oder des Herz-Kreislaufsystems, die zu einer erhöhten Mortalität führen können.

Die Wissenschaftler werteten für ihre Studie, die in PNAS erschienen ist, die Daten von über tausend Luftkontrollstationen zwischen 2013 und 2017 aus. In der Zeit ging die Konzentration von anthropogenen Stickstoffverbindungen um 21 Prozent zurück, die Belastung durch flüchtige organische Verbindungen (VOCs) blieb in etwa gleich bzw. stieg um 2 Prozent. Zwar könne auch eine sinkende Konzentration an Stickstoffverbindungen unter der Bedingung konstanter VOC-Konzentration die Ozonwerte in Städten steigen lassen, die Wissenschaftler sehen aber vor allem den Rückgang der Feinstaubwerte (PM2.5) um 40 Prozent in den Megacity-Regionen Beijing-Tianjin-Hebei, Jangtse-Flussdelta und Sichuan-Becken als Hauptursache. Dadurch würde die Aerosol-Senke von HO2-Radikalen verlangsamt, was die Ozonbildung in den Megacity-Regionen anregt, während sie auf dem Land zurückging. PM2.5-Partikel nehmen Wasserstoffperoxidradikale auf, wodurch die Ozonbildung verhindert wird.

Die enorme Dichte des gesundheitsschädlichen Feinstaubs hatte also die Bildung des gesundheitsschädlichen Ozons unterdrückt, der Aktionsplan hat letztlich das Verhältnis umgekehrt und mehr Ozonbildung durch Reduzierung des Feinstaubs ermöglicht. Die Wissenschaftler sagen, man habe eine solche Entwicklung bislang noch nie beobachtet, weil kein Land so schnell die Feinstaubkonzentration abgebaut habe. Ozon entsteht durch eine photochemische Reaktion von VOCs in Anwesenheit von Stickoxiden, die wesentlich durch Verbrennung von fossilen Brennstoffen entstehen. Die Ozonbelastung ist daher in den Sommermonaten am höchsten. Im Sommer übersteigen die durchschnittlichen Ozonwerte für 8 Stunden am Tag 60 ppb (um die 120 µg/m3), in Megacities wie Peking, Shanghai und Guanzhou sind sie oft höher als 120 ppb (um die 240 µg/m3). Nach der EU-Richtline sollen 120 µg/m³ als 8-Stunden-Mittel nicht öfter als 25-mal pro Jahr, gemittelt über drei Jahre, überschritten werden.

Die Autoren erklären, es gebe einen dringenden Handlungsbedarf, die anthropogenen Ozonwerte, die die Gesundheit schädigen, zu reduzieren. Dazu müssten neue Maßnahmen gegen Luftverschmutzung ergriffen werden, um die VOCs und vor allem die Stickstoffbelastung(NOx) zu senken.