Luftverschmutzung

Luftverschmutzung bezeichnet das Vorhandensein von Stoffen in der Luft , die für Menschen, andere Lebewesen oder die Umwelt schädlich sind. Schadstoffe können Gase wie Ozon oder Stickoxide oder kleine Partikel wie Ruß und Staub sein. Sowohl die Außen- als auch die Innenluft können verschmutzt sein.

Die Luftverschmutzung im Freien entsteht durch die Verbrennung fossiler Brennstoffe für Stromerzeugung und Verkehr , Waldbrände , bestimmte industrielle Prozesse, Abfallwirtschaft, Abrissarbeiten und Landwirtschaft. In Innenräumen trägt die Verbrennung von Brennholz oder landwirtschaftlichen Abfällen zum Kochen und Heizen zur Luftverschmutzung bei. Weitere Quellen sind Staubstürme und Vulkanausbrüche . Viele lokale Quellen der Luftverschmutzung, insbesondere die Verbrennung fossiler Brennstoffe, setzen zudem Treibhausgase frei , die zur globalen Erwärmung beitragen . Lokal kann die Luftverschmutzung die Erwärmung jedoch begrenzen.

Luftverschmutzung fordert jährlich 7 bis 8 Millionen Todesopfer. Sie ist ein bedeutender Risikofaktor für zahlreiche Krankheiten, darunter Schlaganfall , Herzkrankheiten , chronisch obstruktive Lungenerkrankung (COPD), Asthma , Coronavirus und Lungenkrebs . Feinstaub ist der gefährlichste Schadstoff, sowohl in Innenräumen als auch im Freien. Ozon schädigt Nutzpflanzen, und Wälder werden durch die Verschmutzung, die sauren Regen verursacht, geschädigt . Insgesamt schätzt die Weltbank , dass die durch Luftverschmutzung verursachten Wohlfahrtsverluste (vorzeitige Todesfälle) und Produktivitätsverluste (Arbeitsausfälle) die Weltwirtschaft  jährlich über 8 Billionen US-Dollar kosten.

Verschiedene Technologien und Strategien tragen zur Reduzierung der Luftverschmutzung bei. Zu den wichtigsten Ansätzen zählen saubere Kochgeräte , Brandschutzmaßnahmen , verbesserte Abfallwirtschaft , Staubbekämpfung , industrielle Rauchgasreinigungsanlagen , Elektrofahrzeuge und erneuerbare Energien . Nationale Luftreinhaltegesetze haben sich oft als wirksam erwiesen, insbesondere der Clean Air Act von 1956 in Großbritannien und der US-amerikanische Clean Air Act von 1963. Internationale Bemühungen erzielten unterschiedliche Ergebnisse: Das Montrealer Protokoll eliminierte schädliche ozonschädigende Chemikalien nahezu vollständig, während internationale Klimaschutzmaßnahmen weniger erfolgreich waren.

Die Verbrennung von Brennstoffen zur Stromerzeugung verursacht Luftverschmutzung; Braunkohle und Kohle tragen am meisten dazu bei , gefolgt von Erdöl und dann von fossilen Gasen und Biomasse . ^{[ 1 ] [ 2 ]} Methanlecks sind bei der Erdöl- und Erdgasförderung häufig, ^{[ 3 ] [ 4 ]} und Erdölraffinerien emittieren eine Vielzahl von Schadstoffen. ^{[ 5 ]} Bei der Kunststoff- und Kautschukproduktion entstehen einige gefährliche Luftschadstoffe, Chloroform kann bei der Wasserchlorung entstehen , und Arsen findet sich im Bergbau. ^{[ 6 ]} Viele umweltschädliche Industrien wurden aus reicheren Ländern verdrängt, und auch China hat damit begonnen, seine umweltschädlichsten Industrien aus dem Land zu verlagern. ^{[ 7 ]}

Bau- und Abrissarbeiten erzeugen Staub, aber auch andere Schadstoffe. Die direkt entstehenden Partikel sind relativ grob. ^{[ 8 ] [ 9 ]} Bauarbeiten haben auch indirekte Auswirkungen auf die Luftqualität, da die Zementproduktion eine der Hauptquellen für Feinstaubbelastung ist. ^{[ 5 ]} Obwohl Asbest in vielen Ländern verboten ist, findet er sich weiterhin in älteren Gebäuden und stellt dort bei Aufwirbelung ein Risiko für Lungenerkrankungen dar. ^{[ 10 ]} Baumaterialien wie Teppichböden und Sperrholz emittieren Formaldehyd , ein Gas, das Atembeschwerden und Übelkeit verursachen kann . ^{[ 11 ]}

Straßenfahrzeuge verursachen einen erheblichen Anteil der gesamten Luftverschmutzung. So sind sie beispielsweise für ein Drittel bis die Hälfte aller Stickstoffdioxidemissionen verantwortlich ^{[12, 13} ] ^{und tragen} maßgeblich ^{zum Klimawandel} bei [ ^{14 ] . Fahrzeuge} mit Benzin- und Dieselmotoren erzeugen etwa die Hälfte ihrer Emissionen über die Abgase , die andere Hälfte über sonstige Emissionen (Reifen- und Bremsenabrieb sowie Erosion oder Beschädigung der Fahrbahnoberfläche). Elektrofahrzeuge stoßen zwar keine Abgase aus, verursachen aber dennoch die anderen Emissionen ^{[ 15 ]} . Auch Dieselzüge , Schiffe und Flugzeuge tragen zur Luftverschmutzung bei ^{[ 16 ] .}

Landwirtschaftliche Emissionen , sowohl aus dem Ackerbau als auch aus der Tierhaltung , tragen erheblich zur Luftverschmutzung bei. ^{[ 17 ] [ 18 ]} Beispielsweise entsteht bei der Verdauung von Futter durch Rinder Methan , das zur Bildung von bodennahem Ozon beiträgt. ^{[ 19 ]} Die Landwirtschaft ist zudem eine Hauptquelle für Ammoniak, das Feinstaub bilden kann. ^{[ 20 ]} Praktiken wie die Brandrodung in Wäldern wie dem Amazonasgebiet verursachen neben der Entwaldung erhebliche Luftverschmutzung . ^{[ 21 ]}

Offene Mülldeponien sind eine häufige Quelle der Luftverschmutzung in einkommensschwachen Ländern. Sie können Schadstoffe freisetzen und das Wachstum von Mikroorganismen fördern, die Wasser und Luft verschmutzen. Durch die offene Verbrennung von Abfällen – ob durch Selbstentzündung oder absichtliche Verbrennung – werden Ruß, Methan und andere Schadstoffe freigesetzt. ^{[ 22 ]} Auch organische Abfälle auf Deponien produzieren bei ihrer Zersetzung Methan. ^{[ 23 ]} Weltweit wird ein Viertel der festen Abfälle nicht gesammelt und ein weiteres Viertel nicht ordnungsgemäß entsorgt. ^{[ 24 ]}

Im Jahr 2023 nutzten mehr als 2,3 Milliarden Menschen in Entwicklungsländern zum Kochen umweltschädliche Brennstoffe wie Brennholz , landwirtschaftliche Abfälle, getrockneten Dung , Kohle oder Holzkohle , was zu einer gesundheitsschädlichen Luftverschmutzung in den Haushalten führte . ^{[ 25 ]} Kerosin , ein weiterer umweltschädlicher Brennstoff, wird in vielen Ländern zur Beleuchtung und mitunter auch zum Heizen oder Kochen verwendet . Weltweit stammen 12 % der Feinstaubbelastung im Freien aus dem Kochen in Haushalten. Die gesundheitlichen Folgen betreffen vor allem Frauen, die häufig für das Kochen zuständig sind, und Kleinkinder. ^{[ 26 ]}

Gasherde zum Kochen tragen durch die Emission _von NO₂ , Benzol und Kohlenmonoxid zur Luftverschmutzung in Innenräumen bei . ^{[ 27 ]} Toaster können Feinstaubbelastung verursachen. ^{[ 28 ]} Auch Heizsysteme wie Öfen und andere mit Brennstoff betriebene Heizgeräte setzen Schadstoffe in die Luft frei. ^{[ 29 ]} In einigen Industrieländern, darunter Großbritannien und Sydney, Australien, sind Holzöfen die Hauptquelle für Feinstaubbelastung in städtischen Gebieten. ^{[ 30 ] [ 31 ]} Holzöfen können außerdem Kohlenmonoxid und NOₓ emittieren _. ^{[ 11 ]}

Weitere Quellen der Innenraumluftverschmutzung sind Baumaterialien, biologische Stoffe und Tabakrauch. Biologische Stoffe wie Tierhaare , Hausstaubmilben , Schimmelpilze und Pollen können von Menschen, Tieren oder Pflanzen stammen. Einige dieser Stoffe können Allergien wie allergischen Schnupfen auslösen . ^{[ 11 ]} Dämpfe von Pestiziden , Farben, Reinigungsmitteln und Körperpflegeprodukten können erheblich sein und tragen mit zunehmend umweltfreundlicheren Verkehrsmitteln immer stärker zur Innenraumluftverschmutzung bei. ^{[ 32 ]}

Wüstenstaub kann die Luftqualität weit entfernt von seinem Ursprungsort beeinträchtigen. So kann beispielsweise Staub aus der Wüste Gobi in China und der Mongolei Hawaii erreichen , und Staub aus der Sahara gelangt bis in den Amazonas-Regenwald in Südamerika. ^{[ 33 ]}

Radon ist ein radioaktives Gas, das sich aus dem Erdreich in Gebäuden anreichern kann . Es kann Lungenkrebs verursachen , insbesondere bei Rauchern . Die Konzentrationen sind im Allgemeinen niedrig, können aber in Gebäuden mit undichten Fundamenten oder in Gebieten mit uranreichen Böden erhöht sein . [ ^{34 ] Vulkanausbrüche} können eine große Quelle für Schwefeldioxid sein und auch Feinstaubbelastung verursachen. ^{[ 35 ]}

Vegetation kann Gase freisetzen, die zur Ozonbildung und Feinstaubbelastung beitragen. Dies gilt insbesondere in wärmeren Klimazonen und während der Vegetationsperiode. ^{[ 36 ]} Diese Gase reagieren mit anthropogenen Schadstoffquellen und führen zu saisonalem Dunst. ^{[ 37 ]} Tupelobäume , Pappeln, Eichen und Weiden emittieren Gase, die die Ozonwerte bis zu achtmal stärker erhöhen können als weniger umweltschädliche Baumarten. ^{[ 38 ]} Waldbrände , die aufgrund des Klimawandels heftiger und häufiger geworden sind, setzen Feinstaub frei. Sie sind eine Hauptquelle der Luftverschmutzung. ^{[ 39 ]}

Luftschadstoffe können winzige feste oder flüssige Partikel sein, die in der Luft verteilt sind (sogenannte Aerosole ), oder Gase. ^{[ 40 ]} Schadstoffe werden in primäre und sekundäre Schadstoffe unterteilt. Primäre Schadstoffe entstehen direkt durch eine Quelle und behalten ihre chemische Form auch nach der Freisetzung in die Atmosphäre bei. Beispiele hierfür sind Kohlenmonoxid aus Autoabgasen und Schwefeldioxid aus Fabriken. Sekundäre Schadstoffe werden nicht direkt freigesetzt. Sie entstehen vielmehr in der Luft, wenn primäre Schadstoffe miteinander oder mit anderen Bestandteilen der Atmosphäre reagieren. Bodennahes Ozon ist ein Beispiel für einen sekundären Schadstoff. Manche Schadstoffe können sowohl primär als auch sekundär sein – sie werden sowohl direkt freigesetzt als auch aus anderen primären Schadstoffen gebildet. ^{[ 41 ]}

Ammoniak ( NH₃)₃Ammoniak wird hauptsächlich durch die übermäßige Verwendung synthetischer Stickstoffdünger in der Landwirtschaft sowie durch Gülle und Urin von Nutztieren freigesetzt . ^{[ 42 ]} In üblichen Konzentrationen in der Luft ist es direkt gesundheitlich nicht schädlich. Ammoniak kann jedoch mit anderen Luftschadstoffen reagieren und Ammoniumsulfat oder -nitrat bilden , was zur Feinstaubbelastung beiträgt. Darüber hinaus kann Ammoniak, wenn es sich im Boden ablagert , Ökosysteme durch Eutrophierung schädigen . ^{[ 43 ]}

Kohlendioxid (CO₂ ₎ entsteht hauptsächlich bei der Verbrennung fossiler Brennstoffe. ^{[ 44 ]} CO₂ wird mitunter als Luftschadstoff bezeichnet, da es das wichtigste Treibhausgas ist _, das für den Klimawandel verantwortlich ist . ^{[ 45 ] [ 46 ]} Obwohl die Weltgesundheitsorganisation (WHO) _CO₂ als klimaschädlichen Stoff anerkennt , führt sie das Gas nicht in ihren Luftqualitätsrichtlinien auf und legt keine empfohlenen Zielwerte dafür fest. ^{[ 47 ]} Diese Frage der Terminologie hat praktische Konsequenzen, beispielsweise für die Frage, ob der US-amerikanische Clean Air Act (der die Luftqualität verbessern soll) auch _CO₂- Emissionen regelt . Der Inflation Reduction Act von 2022 änderte den Clean Air Act, um _CO₂ aus der Verbrennung fossiler Brennstoffe explizit als Luftschadstoff zu definieren . ^{[ 48 ]}

Kohlenmonoxid (CO) ist ein farbloses, geruchloses und giftiges Gas. ^{[ 49 ]} Es entsteht bei der Verbrennung von Brennstoffen wie Erdgas, Kohle oder Holz. Früher waren Fahrzeugabgase die Hauptquelle für CO, moderne Fahrzeuge emittieren jedoch kaum noch welches. Heute sind Wald- und Lagerfeuer die Hauptquellen für CO im Freien. ^{[ 50 ]} In Innenräumen stellt CO ein größeres Problem dar und entsteht hauptsächlich beim Kochen und Heizen. ^{[ 51 ]} In schlecht belüfteten Räumen kann sich CO in gefährlichen Konzentrationen anreichern , und die Exposition kann zu Bewusstlosigkeit und Tod führen. Beim Abbau von CO in der Atmosphäre können die _CO₂- und CH₄- _{Konzentrationen} ansteigen . ^{[ 52 ]}

Bodennahes Ozon ( O₃) entsteht hauptsächlich, wenn NEIN_Xund flüchtige organische Verbindungen vermischen sich in Gegenwart von Sonnenlicht. Es kann auch aus Kohlenmonoxid oder Methan entstehen. ^{[ 53 ]} Aufgrund des Einflusses von Temperatur und Sonnenlicht auf diese Reaktion treten hohe Ozonwerte am häufigsten an heißen Sommernachmittagen auf. ^{[ 54 ]} Es ist das Hauptgas im photochemischen Smog . ^{[ 55 ]}

O₃Smog kann nicht nur für die menschliche Gesundheit, sondern auch für bestimmte Materialien, Wälder, Pflanzen und Nutzpflanzen schädlich sein. ^{[ 56 ]} Besonders in Großstädten, wo er nicht so leicht vom Wind abtransportiert werden kann (z. B. in Städten, die in von Bergen umgebenen Tälern liegen), stellt Smog ein Problem dar. ^{[ 57 ]} Wenn bodennahes Ozon entsteht, kann es tagelang oder wochenlang in der Luft verbleiben und so weit von seinem Entstehungsort transportiert werden. ^{[ 53 ]}

Stickoxide ( NO_XStickstoffmonoxid ( NO₂ ), insbesondere Stickstoffmonoxid ( NO₂ ), entsteht hauptsächlich durch die Verbrennung fossiler Brennstoffe und in geringeren Mengen durch Blitzeinschläge .₂) entsteht aus NO in einer Reaktion mit anderen atmosphärischen Gasen. ^{[ 58 ] [ 59 ]} NO und NO₂kann sauren Regen und Dunst bilden und zu Nährstoffbelastungen im Wasser führen. ^{[ 60 ]} NO₂NO ist ein rötlich-braunes, giftiges Gas mit starkem Geruch, wohingegen NO geruchlos und farblos ist. ^{[ 61 ]}

Feinstaub (PM), auch als Partikelverschmutzung bekannt, umfasst alle in der Luft befindlichen Stoffe, die keine Gase sind. ^{[ 8 ] [ 62 ]} Es handelt sich um ein Gemisch aus mikroskopisch kleinen festen Partikeln oder Tröpfchen, die in einem Gas suspendiert sind. ^{[ 63 ]}

Feinstaub kann eine Vielzahl von Materialien und chemischen Verbindungen, darunter auch toxische Substanzen, enthalten, deren Größe stark variieren kann. ^{[ 8 ]} Grober Feinstaub (PM _{10 µm} ) hat einen Durchmesser von 10 Mikrometern (µm) oder weniger, Feinstaub (PM _2,5 µm) ist kleiner als 2,5 µm und ultrafeine Partikel sind 0,1 µm oder kleiner. ^{[ 64 ]} Kleinere Partikel stellen ein höheres Gesundheitsrisiko dar, da sie in den Blutkreislauf gelangen können. ^{[ 62 ] [ 64 ]} Ein eindeutiger Zusammenhang zwischen Feinstaubbelastung und höheren Sterberaten in städtischen Gebieten wurde durch die Harvard-Six-Cities-Studie , die 1993 veröffentlicht wurde, nachgewiesen. ^{[ 65 ]}

Meeresgischt , Waldbrände, Vulkane und Staubstürme sind die wichtigsten natürlichen Quellen für Feinstaub. Zu den anthropogenen Quellen zählen die Verbrennung von Biomasse und fossilen Brennstoffen sowie Straßenabgase und aufgewirbelter Staub. Anthropogener Feinstaub ist in der Regel feiner als natürlicher Feinstaub. ^{[ 66 ]} Der größte Teil des Feinstaubs entsteht in der Atmosphäre aus Vorläufergasen. Sulfat beispielsweise stammt aus SO₂.₂, Nitrat aus NO₂Ammoniak bildet Ammonium. Ruß hingegen entsteht direkt bei Verbrennungsprozessen und besteht aus schwarzem Kohlenstoff und organischen Verbindungen. ^{[ 67 ]} Feinstaub kann lokal einen kühlenden Effekt auf das Klima haben, da er Sonnenlicht von der Erdoberfläche reflektiert. ^{[ 68 ] [ 69 ] [ 70 ] [ 71 ] [ 72 ]}

Schwefeldioxid (SO₂ ₎ , ein saures und korrosives Gas, entsteht hauptsächlich bei der Verbrennung von Rohöl und Kohle. Diese fossilen Brennstoffe enthalten oft Schwefelverbindungen, und bei ihrer Verbrennung wird Schwefeldioxid freigesetzt. ^{[ 73 ]} In Europa und Nordamerika findet sich SO₂ _vorwiegend in Gebieten mit regem Schiffsverkehr und starker Industrie, da die Kraftstoffe für den Straßenverkehr reguliert sind. ^{[ 74 ]} Geringere Mengen SO₂ _{werden bei} der Verhüttung und durch Vulkane freigesetzt . ^{[ 75 ]}

_{Hohe SO₂} -Konzentrationen  in der Luft führen in der Regel auch zur Bildung anderer Schwefeloxide (SOₓ ₎ . SOₓ _kann mit anderen Verbindungen in der Atmosphäre reagieren und dabei kleine Partikel bilden, die zur Feinstaubbelastung beitragen. In hohen Konzentrationen kann gasförmiges SOₓ Pflanzen schädigen, indem es Blätter angreift _und das Wachstum hemmt. ^{[ 75 ]} Die weitere Oxidation von SO₂ _, die hauptsächlich in Wolkentröpfchen stattfindet, führt zur Bildung _von Schwefelsäure (H₂SO₄ ₎ , die ein Bestandteil von saurem Regen ist . ^{[ 76 ]}

Flüchtige organische Verbindungen (VOCs) sind eine Klasse kohlenstoffbasierter Chemikalien, die bei Raumtemperatur gasförmig vorliegen und sowohl in Innenräumen als auch im Freien vorkommen. ^{[ 77 ]} Sie können photochemischen Smog verursachen und Aerosole bilden, die das Klima beeinflussen. Zu dieser Gruppe gehören Methan, Aceton und Toluol . Einige VOCs , wie Butadien und Benzol , können Krebs auslösen . ^{[ 78 ]} Benzol wird beim Zigarettenrauchen freigesetzt . Methan ist ein Treibhausgas und der zweitgrößte Faktor der globalen Erwärmung . Andere VOCs tragen zur Klimaerwärmung bei, da sie zur Bildung von bodennahem Ozon beitragen, einem weiteren Treibhausgas. ^{[ 79 ]}

Einige Schwermetalle können gesundheitsschädlich sein . Beispielsweise kann Bleibelastung bei Kindern zu Lernschwierigkeiten führen . In der Atmosphäre können Schwermetalle in verschiedenen Aggregatzuständen vorkommen, etwa als Partikel oder Gase. Eine Chromverbindung kann Krebs verursachen . Quecksilber ist sowohl als Element als auch in organischen Verbindungen schädlich. In der Atmosphäre gelangt es hauptsächlich durch die Zementproduktion , die Kohleverbrennung und Müllverbrennungsanlagen in die Atmosphäre . ^{[ 80 ]}

Persistente organische Schadstoffe (POP) sind organische Verbindungen, die sich nur schwer in der Umwelt abbauen lassen . Sie verbleiben in der Umwelt, können sich über weite Strecken ausbreiten , reichern sich in Menschen und Tieren an und werden in der Nahrungskette biomagnifiziert . ^{[ 81 ]} Das Stockholmer Übereinkommen über persistente organische Schadstoffe identifizierte Pestizide und andere besorgniserregende POP. Dazu gehören Dioxine und Furane , die bei der Verbrennung von Abfällen entstehen. POP sind in der Regel entweder semi-volatile (nur bei höheren Temperaturen gasförmig) oder nicht-volatile (werden als Partikel emittiert). Die schädlichen Auswirkungen des Pestizids DDT , eines POP, wurden durch Rachel Carsons Buch „Der stumme Frühling“ von 1962 bekannt . ^{[ 82 ]} PFAS und polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe (PAK) sind weitere Beispiele für POP. ^{[ 83 ]}

Fluorchlorkohlenwasserstoffe (FCKW) sind eine Gruppe von Verbindungen, die die Ozonschicht schädigen . Sie wurden häufig in Aerosolsprays , Kältemitteln und zur Feuerlöschung eingesetzt . Aufgrund ihrer chemischen Stabilität verbleiben FCKW in der Atmosphäre und gelangen schließlich in die Stratosphäre (die obere Atmosphäre). ^{[ 84 ]} Dort zersetzen sie sich unter Einwirkung von UV-Licht , wobei Chlor freigesetzt wird . Dieses reagiert wiederum mit Ozon und zerstört es. Da die Ozonschicht schädliche UV-Strahlung daran hindert, die Erdoberfläche zu erreichen, führt ihre Zerstörung zu Gesundheitsrisiken wie Hautalterung und Hautkrebs . ^{[ 85 ]}

Die Belastung durch Luftverschmutzung variiert weltweit und zwischen verschiedenen Bevölkerungsgruppen stark. ^{[ 86 ]} Kinder sind beispielsweise stärker betroffen, da sie schneller atmen als Erwachsene und sich näher am Boden aufhalten, wo die Schadstoffe aus Autoabgasen und Staub konzentrierter sind. ^{[ 87 ]} Auch Menschen, die sich körperlich stark anstrengen, atmen mehr Schadstoffe ein als Ruhende. ^{[ 88 ]} Die Belastung lässt sich durch das Tragen hochwertiger Atemschutzmasken oder die Verwendung von Luftreinigern reduzieren . ^{[ 89 ]}

Bei einigen Schadstoffen gilt eine geringe Exposition als unbedenklich, während andere Schadstoffe bereits in niedrigen Konzentrationen negative Auswirkungen auf die Gesundheit haben. ^{[ 90 ]} Da immer mehr Belege dafür sprechen, dass selbst sehr geringe Konzentrationen von Luftschadstoffen die menschliche Gesundheit beeinträchtigen, halbierte die WHO im Jahr 2021 ihren empfohlenen Grenzwert für Feinstaub von 10 µg/m³ ^auf 5 µg/m³. ^Gemäß der neuen Richtlinie gelten nahezu 97 % der Weltbevölkerung als gesundheitsschädlichen Feinstaubkonzentrationen (PM2,5 ₎ ausgesetzt . ^{[ 91 ]} Der neue Grenzwert für Stickstoffdioxid (NO₂ ₎ wurde um 75 % gesenkt. ^{[ 92 ]} Insgesamt kam die Weltgesundheitsorganisation zu dem Schluss, dass 99 % der Weltbevölkerung schädlicher Luftverschmutzung ausgesetzt sind. ^{[ 93 ]}

Bei einigen Schadstoffen wie Ruß kann die verkehrsbedingte Belastung trotz kurzer Expositionszeiten den größten Anteil an der Gesamtbelastung ausmachen, da hohe Konzentrationen mit der Nähe zu Hauptverkehrsstraßen oder der Teilnahme am (motorisierten) Verkehr einhergehen. ^{[ 94 ]} Ein großer Teil der täglichen Gesamtbelastung tritt in Form kurzer Spitzen hoher Konzentrationen auf. ^{[ 95 ]}

Luftverschmutzung betrifft zwar verschiedene Bevölkerungsgruppen, doch einige sind stärker betroffen. In vielen Regionen bestehen Ungleichheiten in der Schadstoffbelastung je nach ethnischer Zugehörigkeit und Einkommen. Dies gilt insbesondere für Länder mit hohen Einkommens- und Gesundheitsungleichheiten, wie beispielsweise die Vereinigten Staaten. Umweltbelastende Industrien und Straßen befinden sich häufiger in ärmeren Vierteln, und die Menschen in diesen Vierteln arbeiten häufiger im Freien, was zu einer zusätzlichen Belastung führt. ^{[ 96 ]} Bewohner von Sozialwohnungen, die in der Regel einkommensschwach sind und nicht ohne Weiteres in gesündere Viertel umziehen können, sind stark von nahegelegenen Raffinerien und Chemieanlagen betroffen. ^{[ 97 ]} Darüber hinaus werden in einkommensschwachen Gemeinschaften häufiger umweltschädliche Aktivitäten durchgeführt, wie beispielsweise die Verwendung fester Biobrennstoffe zum Kochen. ^{[ 98 ] [ 99 ]} In den Vereinigten Staaten sind Schwarze und Latinos im Allgemeinen stärker von Umweltverschmutzung betroffen als Weiße und Asiaten. ^{[ 100 ]}

Die Belastung durch Luftverschmutzung im Freien ist in Ländern mit niedrigem bis mittlerem Einkommen am höchsten, was mit der Umwelt-Kuznets-Kurve übereinstimmt . Diese besagt, dass die Verschmutzung in Volkswirtschaften am größten ist, die stark vom verarbeitenden Gewerbe abhängig sind, aber Umweltauflagen noch nicht priorisieren konnten. ^{[ 96 ]} Die Luftverschmutzung in Innenräumen ist in Ländern mit niedrigem Einkommen am höchsten, insbesondere in Südostasien , im westlichen Pazifik und in Afrika. ^{[ 102 ]}

Die Luftverschmutzung im Freien konzentriert sich üblicherweise auf dicht besiedelte Ballungsräume . Die Urbanisierung führt in schnell wachsenden tropischen Städten zu einem raschen Anstieg vorzeitiger Todesfälle aufgrund von Luftverschmutzung. ^{[ 103 ]} Die Luftverschmutzung in Innenräumen hingegen tritt am häufigsten in ländlichen Gebieten auf , in denen es oft an sauberen Brennstoffen zum Kochen mangelt. ^{[ 102 ]}

Eine 2025 von Climate TRACE veröffentlichte Karte zeigt, dass PM _2,5 ( Feinstaub ) und andere Schadstoffe in der Nähe der Wohnorte von etwa 1,6 Milliarden Menschen freigesetzt werden, von denen etwa 900 Millionen in der Nähe von besonders emittierenden Anlagen wie Kraftwerken, Raffinerien, Häfen und Bergwerken leben. ^{[ 104 ]}

Luftverschmutzung ist ein wichtiger Risikofaktor für verschiedene Krankheiten wie COPD (eine häufige Lungenerkrankung), Schlaganfall , Herzerkrankungen, Lungenkrebs und Lungenentzündung . Auch die Belastung der Innenraumluft steht im Zusammenhang mit Katarakten . ^{[ 90 ]} Laut WHO leben 99 % der Weltbevölkerung in Gebieten mit Luftverschmutzung, die die von der WHO empfohlenen Grenzwerte überschreitet. ^{[ 105 ]} Selbst bei sehr niedrigen Konzentrationen (unterhalb der von der Weltgesundheitsorganisation empfohlenen Grenzwerte) können Feinstaubpartikel weiterhin gesundheitsschädlich sein. ^{[ 106 ]}

Zu den Schadstoffen, die stark mit gesundheitlichen Beeinträchtigungen in Verbindung gebracht werden, gehören Feinstaub ^{[ 107 ]} , Kohlenmonoxid ^{[ 108 ]} , Stickstoffdioxid (NO₂ ₎ , Ozon (O₃ ₎ [ ^{109 ] und} Schwefeldioxid (SO₂ ₎ . Feinstaub ist besonders schädlich, da er über die Lunge in den Blutkreislauf gelangen und andere Organe erreichen kann. ^{[ 110 ] [ 111 ]} Luftverschmutzung verursacht Krankheiten, indem sie Entzündungen und oxidativen Stress fördert , das Immunsystem schwächt und die DNA schädigt . ^{[ 90 ]}

Menschen in Armut , Säuglinge und ältere Menschen sind überproportional von Luftverschmutzung betroffen; auch Schwangerschaften sind bei Belastung mit Luftverschmutzung riskanter. ^{[ 112 ]} Bevölkerungsgruppen mit niedrigem sozioökonomischem Status und Minderheiten sind anfälliger für Umweltverschmutzung als privilegierte Bevölkerungsgruppen. ^{[ 113 ]} Geringverdiener haben beispielsweise oft einen schlechteren Zugang zur Gesundheitsversorgung . ^{[ 96 ]}

Schätzungen zu Todesfällen durch Luftverschmutzung variieren. ^{[ 114 ]} Laut der Studie „Global Burden of Disease 2024 _“ trug Luftverschmutzung im Jahr 2021 zu 8,1 Millionen Todesfällen bei, was mehr als jedem achten Todesfall entspricht. Feinstaubbelastung im Freien ( PM2,5 ) war mit 4,7 Millionen Todesfällen die häufigste Todesursache, gefolgt von Feinstaubbelastung in Innenräumen (3,1 Millionen) und Ozon (0,5 Millionen). ^{[ 115 ]}

Die Weltgesundheitsorganisation schätzt, dass jährlich 6,7 Millionen Menschen an den Folgen von Luftverschmutzung sterben, davon 4,2 Millionen an den Folgen von Luftverschmutzung im Freien. ^{[ 116 ]} Rund 68 % der vorzeitigen Todesfälle im Zusammenhang mit Luftverschmutzung im Freien sind auf koronare Herzkrankheit und Schlaganfall zurückzuführen, 14 % auf COPD und 14 % auf Lungeninfektionen ( Infektionen der unteren Atemwege ). ^{[ 116 ]}

Eine 2019 veröffentlichte Studie schätzte die Zahl der Todesfälle im Jahr 2015 auf etwa 8,8 Millionen, wobei 5,5 Millionen dieser vorzeitigen Todesfälle auf Luftverschmutzung durch menschliche Aktivitäten zurückzuführen waren. ^{[ 117 ] [ 118 ]} Der weltweite durchschnittliche Verlust an Lebenserwartung durch Luftverschmutzung betrug im Jahr 2015 2,9 Jahre und war damit deutlich höher als beispielsweise der Verlust von 0,3 Jahren durch alle Formen direkter Gewalt. ^{[ 119 ]}

Die Zahl der regionalen Todesfälle aufgrund von Luftverschmutzung hängt nicht nur von der regionalen Belastung ab , sondern auch von der Größe und dem Alter der Bevölkerung sowie vom allgemeinen Gesundheitszustand der Bevölkerung. ^{[ 120 ]}

In einigen Ländern werden mehr als 20 % der Todesfälle auf Luftverschmutzung zurückgeführt (z. B. China, Nepal, Bangladesch, Laos und Nordkorea). In Südamerika liegt der Anteil der Todesfälle durch Luftverschmutzung bei etwa 4 %, während er in Ländern wie Australien, Kanada und den USA unter 3 % liegt. ^{[ 121 ]}

Indien und China verzeichnen absolut gesehen die höchste Anzahl an Todesfällen durch Luftverschmutzung. In Indien trug sie 2021 zu 2,1 Millionen Todesfällen bei, in China waren es 2,4 Millionen. ^{[ 122 ]} Die Zahl der vorzeitigen Todesfälle durch Luftverschmutzung in Europa wird auf 416.000 ^{[ 123 ]} bis 800.000 ^{[ 118 ]} geschätzt. Im Vereinigten Königreich starben 2021 rund 17.000 Menschen an den Folgen von Luftverschmutzung, in den USA 64.000. Nigeria, Indonesien und Pakistan verzeichneten jeweils über 200.000 Todesfälle durch Luftverschmutzung. ^{[ 124 ]}

Die Zahl der Todesfälle durch Unfälle und Luftverschmutzung infolge der Nutzung fossiler Brennstoffe in Kraftwerken übersteigt die Zahl der Todesfälle, die durch die Produktion erneuerbarer Energien verursacht werden . ^{[ 2 ]}

Die Verbrennung fossiler Brennstoffe ist die Hauptursache für Todesfälle durch Luftverschmutzung. ^{[ 126 ]} Schätzungsweise 4,5 Millionen vorzeitige Todesfälle pro Jahr weltweit sind auf Schadstoffe zurückzuführen, die von Kraftwerken mit hohem Emissionsausstoß und Fahrzeugabgasen freigesetzt werden. ^{[ 127 ]} _{Feinstaub der Klasse PM2,5} , der aus Emissionen von Kohlekraftwerken entsteht , könnte schädlicher sein als andere Arten von Feinstaub. ^{[ 128 ]}

Die Weltgesundheitsorganisation (WHO) schätzt, dass durch Kochunfälle verursachte Umweltverschmutzung jährlich 3,8 Millionen Todesfälle zur Folge hat. ^{[ 129 ]} Die Studie „Global Burden of Disease“ schätzte die Zahl der Todesfälle im Jahr 2021 auf 3,1 Millionen. ^{[ 130 ]}

Es gibt starke Belege dafür, dass Luftverschmutzung das Risiko für Herz-Kreislauf-Erkrankungen , einschließlich Schlaganfall , Bluthochdruck und koronarer Herzkrankheit, erhöht . ^{[ 131 ]} Laut der Global Burden of Disease Study ist Luftverschmutzung weltweit für 27 % der Todesfälle durch Schlaganfall und 28 % der Todesfälle durch koronare Herzkrankheit verantwortlich. ^{[ 132 ]} Das Risiko ist in Regionen mit höherer Luftverschmutzung (z. B. Asien), für ältere Menschen und für übergewichtige Menschen am höchsten. ^{[ 131 ]}

Luftverschmutzung ist ein Hauptrisikofaktor für Schlaganfälle, insbesondere in Entwicklungsländern, wo die Schadstoffbelastung am höchsten ist. ^{[ 132 ]} Eine systematische Analyse von 17 verschiedenen Risikofaktoren in 188 Ländern ergab, dass Luftverschmutzung weltweit mit fast einem Drittel aller Schlaganfälle (29 %) in Zusammenhang steht (34 % der Schlaganfälle in Entwicklungsländern gegenüber 10 % in Industrieländern). ^{[ 133 ] [ 134 ]} Die Mechanismen, die Luftverschmutzung mit einer erhöhten kardiovaskulären Mortalität verbinden, sind noch nicht vollständig geklärt, umfassen aber wahrscheinlich systemische Entzündungen und oxidativen Stress . ^{[ 135 ]}

Luftverschmutzung wird mit vermehrten Erkrankungen, Krankenhausaufenthalten, erhöhter Sterblichkeit und COPD (chronisch obstruktiver Lungenerkrankung) in Verbindung gebracht. ^{[ 136 ]} COPD ist eine häufige Erkrankung, die zu eingeschränkter Atmung und Atemnot führt und weltweit die vierthäufigste Todesursache darstellt. ^{[ 137 ]} Fast die Hälfte aller weltweiten COPD-Todesfälle ist auf Luftverschmutzung zurückzuführen. ^{[ 132 ]} Feinstaub (PM2,5 ₎ und Stickstoffmonoxid (NO₂ ₎ erhöhen das Risiko, an COPD zu erkranken. ^{[ 138 ]} Bei Kindern kann Luftverschmutzung die Lungenentwicklung beeinträchtigen und dadurch die Anfälligkeit für COPD im späteren Leben erhöhen. ^{[ 136 ]}

Luftverschmutzung wird zudem mit einem erhöhten Asthmarisiko und einer Verschlimmerung der Symptome in Verbindung gebracht, wobei dieser Effekt bei Kindern stärker ausgeprägt zu sein scheint. ^{[ 139 ]} Auch bei Erwachsenen scheinen Feinstaub (PM _2,5 ) oder NO₂ _mit dem Ausbruch von Asthma in Zusammenhang zu stehen. ^{[ 140 ]} Kurzfristige Ozonbelastung verschlimmert Asthma bei Kindern. ^{[ 141 ]} Es gibt begrenzte Hinweise auf (beinahe) tödliche Asthmaanfälle bei Kindern: Bodennahes Ozon und PM _2,5 scheinen das Risiko zu erhöhen. ^{[ 142 ]}

Im Jahr 2019 wurden weltweit etwa 265.000 Todesfälle durch Lungenkrebs auf die Belastung durch Feinstaub (PM2,5 ₎ in der Luft zurückgeführt. ^{[ 143 ]} Weitere 170.000 Todesfälle durch Lungenkrebs wurden durch die Belastung der Innenraumluft, einschließlich Radon, verursacht. ^{[ 143 ]} Lungenkrebs trat auch häufiger bei Menschen auf, die Stickstoffmonoxid (NO₂) und Ruß ausgesetzt _waren . ^{[ 144 ]}

Luftverschmutzung im Freien kann auch das Risiko für andere Krebsarten erhöhen, die Beweislage ist jedoch nicht so eindeutig wie bei Lungenkrebs. ^{[ 145 ]} Beispielsweise könnte ein Zusammenhang zwischen Nierenkrebs und den Konzentrationen von Feinstaub (PM _2,5) und Stickstoffmonoxid (NO ₂₎ bestehen . ^{[ 146 ]} Luftverschmutzung in Innenräumen – durch Kochen mit festen Brennstoffen, aber auch durch Radon in Baumaterialien – wird mit Gebärmutterhals- , Mund- und Speiseröhrenkrebs in Verbindung gebracht . ^{[ 145 ]}

Totgeburten , Fehlgeburten und Geburtsfehler treten häufiger auf, wenn die Mutter während der Schwangerschaft Luftverschmutzung ausgesetzt ist. ^{[ 87 ]} Luftverschmutzung erhöht auch das Risiko für ein niedriges Geburtsgewicht . Die Auswirkungen können darauf zurückzuführen sein, dass Schadstoffe direkt auf die Plazenta oder den Fötus wirken oder indirekt über die Gesundheit der Mutter (da Luftverschmutzung systemische Entzündungen und oxidativen Stress verursachen kann). ^{[ 87 ]}

Weltweit wurde 2021 über ein Drittel der Frühgeburten mit Luftverschmutzung in Verbindung gebracht. Sie verursacht mehr als eine halbe Million Todesfälle bei Neugeborenen, ein Viertel aller Todesfälle. ^{[ 87 ]} Die Quellen von Feinstaub (PM2,5 ₎ variieren stark je nach Region. In Süd- und Ostasien sind Schwangere häufig der Luftverschmutzung in Innenräumen ausgesetzt, da Holz und andere Biomassebrennstoffe zum Kochen verwendet werden. Diese sind für über 80 % der regionalen Luftverschmutzung verantwortlich. Im Nahen Osten, Nordafrika und Westafrika südlich der Sahara stammt Feinstaub aus natürlichen Quellen wie Staubstürmen . ^{[ 147 ]}

Laut Daten, die auch ältere Kinder einschließen, führte Luftverschmutzung im Jahr 2021 zum Tod von über 700.000 Kindern (709.000 unter 5 Jahren und 16.600 im Alter von 5–14 Jahren). ^{[ 87 ]} Kinder in Ländern mit niedrigem oder mittlerem Einkommen sind höheren Feinstaubkonzentrationen ausgesetzt als Kinder in Ländern mit hohem Einkommen. ^{[ 148 ]} Zu den weiteren gesundheitlichen Folgen der Luftverschmutzung bei Kindern zählen Asthma, Lungenentzündung und Infektionen der unteren Atemwege. ^{[ 149 ]} Möglicherweise besteht ein Zusammenhang zwischen der Belastung durch Luftverschmutzung während der Schwangerschaft und nach der Geburt und Autismus bei Kindern. ^{[ 150 ] [ 151 ]}

Viele dieser Zusammenhänge konnten bisher nur als Korrelationen beschrieben werden, da Studien, die Kausalzusammenhänge nachweisen , in der Umweltmedizin schwierig oder unmöglich durchzuführen sind. Hierfür wäre eine randomisierte kontrollierte Studie erforderlich . Wissenschaftler des BIPS in Bremen konnten mithilfe eines speziellen Studiendesigns für zumindest einige Gesundheitsprobleme (z. B. Diabetes und Bluthochdruck) einen kausalen Zusammenhang nachweisen. ^{[ 152 ]}

Luftverschmutzung steht in Zusammenhang mit verschiedenen Hirnerkrankungen . [ ^{153 ] Sie} erhöht das Demenzrisiko . [ ^{154 ] [ 155 ] Die} Belastung durch Innenraumluftverschmutzung in der Kindheit kann die kognitive Funktion und die neurologische Entwicklung negativ beeinflussen. ^{[ 156 ] [ 157 ]} Auch eine pränatale Belastung kann die neurologische Entwicklung beeinträchtigen. ^{[ 158 ] [ 159 ]} Die Belastung durch Luftverschmutzung kann zu neurodegenerativen Erkrankungen wie der Parkinson-Krankheit beitragen. ^{[ 157 ]}

Die Belastung durch Luftverschmutzung kann auch psychische Erkrankungen wie Depressionen und Angstzustände begünstigen . ^{[ 160 ]} Insbesondere die Luftverschmutzung durch die Verwendung fester Brennstoffe wurde mit einem erhöhten Depressionsrisiko in Verbindung gebracht. ^{[ 161 ]} Das Risiko für Depressionen und Suizid war stärker mit Feinstaub (PM2,5) als mit gröberem Feinstaub (PM10) verknüpft _. Der _Zusammenhang war bei Personen über 65 Jahren am stärksten ausgeprägt. ^{[ 162 ]}

Denkstörungen (kognitive Beeinträchtigungen) werden ebenfalls mit Luftverschmutzung in Verbindung gebracht. Bei Menschen über 40 Jahren wurden sowohl NOₓ als auch PM₂.₅ mit allgemeinen kognitiven Problemen assoziiert. PM₂.₅ _korrelierte zudem _{mit einer} reduzierten verbalen Flüssigkeit (z. B. der Anzahl der Tiere, die man innerhalb einer Minute aufzählen kann) und schlechteren exekutiven Funktionen (wie Aufmerksamkeit und Arbeitsgedächtnis ). Auch Kinder schnitten bei Belastungen durch NOₓ, PM₂.₅ oder PM₁₀ in Tests _zum Arbeitsgedächtnis _tendenziell schlechter _ab . ^{[ 163 ]}

Die gesundheitlichen Vorteile körperlicher Betätigung können durch die Luftqualität beeinflusst werden. Eine 2025 durchgeführte länderübergreifende Studie mit 1,5 Millionen Erwachsenen zeigte, dass hohe Konzentrationen von Feinstaub (PM _2,5 μg/m³) die schützende Wirkung körperlicher Aktivität in der Freizeit gegen die Gesamtmortalität und die ursachenspezifische Mortalität deutlich verringern können. ^{[ 164 ]}

Die Studie ermittelte einen kritischen Schwellenwert von 25 μg/m³ Exposition; unterhalb dieser durchschnittlichen Jahreskonzentration reduzierte regelmäßige körperliche Betätigung die Gesamtmortalität um etwa 30 %. Dieser Nutzen halbierte sich jedoch (auf 12–15 %), wenn die Konzentrationen 25 μg/m³ überschritten. ^{[ 164 ]}

Wasser in der Atmosphäre ist von Natur aus leicht sauer. Bestimmte Schadstoffe können starke Säuren bilden, wodurch Regenwasser deutlich saurer wird. Zu den wichtigsten Säuren, die sauren Regen verursachen, _gehören Salpetersäure ₍ HNO₃ ) , _{Schwefelsäure} ( H₂SO₄ ) _und Salzsäure ( HCl). HCl entsteht bei der Kohleverbrennung . _H₂SO₄ bildet sich aus SO₂ , das bei der Verbrennung von Kohle und Öl sowie bei einigen industriellen Prozessen wie der Verhüttung entsteht. HNO₃ _entsteht aus NO₂ _{, das bei Verbrennungsprozessen mit hohen Temperaturen gebildet wird. Der Begriff „} saurer Regen“ bezieht sich nicht nur auf Regen, sondern auch auf Verschmutzungen durch Hagel, Nebel und Schnee. ^{[ 165 ]}

Saurer Regen verursachte in den 1970er Jahren erhebliche Schäden, darunter die Versauerung von Seen und das Absterben von Wäldern in Nordeuropa. Durch den veränderten Säuregehalt von Gewässern und Böden wurden essentielle Nährstoffe wie Magnesium und Kalzium löslich und konnten ausgewaschen werden. Andere Elemente, wie beispielsweise Aluminium , die für Pflanzen giftig waren, standen nun den Wurzeln zur Verfügung. Saurer Regen schädigt auch Gebäude und Statuen aus bestimmten Gesteinen (z. B. Marmor , Kalzit oder Sandstein ), da das Gestein chemisch mit der Säure im Wasser reagiert und dadurch erodiert. ^{[ 165 ]}

Luftverschmutzung kann sich im Boden oder im Wasser ablagern und verschiedene Probleme verursachen. Beispielsweise können Ammoniak und Salpetersäure in der Luft zur Nährstoffbelastung von Gewässern beitragen , einem Prozess, der als Eutrophierung bezeichnet wird . Zunächst fördern die zusätzlichen Nährstoffe das Pflanzenwachstum, doch dichtes Pflanzenwachstum verhindert, dass Sonnenlicht den Boden erreicht. Die Pflanzen in den unteren Schichten sterben ab, und da weniger Pflanzen Sauerstoff produzieren, sinkt der Sauerstoffgehalt. Dies schädigt Organismen, die zum Leben Sauerstoff benötigen ^{[ 166 ]} , und kann zum Verlust empfindlicher Arten führen. ^{[ 167 ]}

Verschiedene Studien haben die Auswirkungen der Luftverschmutzung, insbesondere von Ozon, auf die Landwirtschaft untersucht . Ozon wirkt als Oxidationsmittel und hemmt die Photosynthese . Eine Studie schätzte, dass ein Anstieg der Ozonkonzentration um 1 % zu einem weltweiten wirtschaftlichen Verlust von 10 Milliarden US-Dollar pro Jahr führen würde. Bei Feinstaub (PM2,5) _würde ein Anstieg der Schadstoffbelastung um 1 % zu Verlusten von etwa 5 Milliarden US-Dollar führen, insbesondere in kälteren Klimazonen. ^{[ 168 ]} Gelangen Luftschadstoffe in die landwirtschaftliche Umwelt, beeinträchtigen sie nicht nur direkt die landwirtschaftliche Produktion und Qualität, sondern gelangen auch in landwirtschaftliche Gewässer und Böden. ^{[ 169 ]} Luftverschmutzung verringert zudem die Produktivität der Arbeitskräfte durch gesundheitliche Auswirkungen. ^{[ 168 ]}

Die COVID-19-Lockdowns schufen ein natürliches Experiment zur Untersuchung der Zusammenhänge zwischen Luftqualität und landwirtschaftlicher Produktion. In Indien verbesserte der Lockdown die Luftqualität, was zu vermehrtem Oberflächengrün und erhöhter Photosyntheseaktivität führte. Sowohl Wälder als auch Nutzpflanzen profitierten, wobei die Verbesserung bei Nutzpflanzen am deutlichsten ausgeprägt war. ^{[ 170 ]}

Luftverschmutzung hat erhebliche Auswirkungen auf die Wirtschaft, sowohl durch gesundheitliche Folgen wie geringere Produktivität am Arbeitsplatz und höhere Gesundheitskosten als auch durch geringere Ernteerträge. Sie beeinträchtigt zudem Tourismus , Biodiversität, Forstwirtschaft und Wasserqualität . Der Tourismus kann durch eingeschränkte Sicht und Schäden am kulturellen Erbe negativ beeinflusst werden . ^{[ 171 ]} Luftverschmutzung kann die Unfallgefahr erhöhen. Erhöhte NO₂- _Werte stehen beispielsweise im Zusammenhang mit Baustellenunfällen. ^{[ 172 ]}

Hinsichtlich der Wohlfahrtskosten für die menschliche Gesundheit (nicht-marktbezogene Kosten) ergab eine Studie der Weltbank , dass die Feinstaubbelastung (PM2,5) die Weltwirtschaft im Jahr 2019 über 8 Billionen US-Dollar kostete _, was über 6 % des globalen BIP entspricht. In Indien und China betrug der BIP-Verlust über 10 %. Weltweit waren etwa 85 % dieser Verluste auf Todesfälle zurückzuführen, der Rest auf vermehrte Erkrankungen. ^{[ 173 ] : 23–24} Die Kosten der verlorenen Menschenleben werden anhand des Wertes eines statistischen Lebens berechnet . Dieser Wert versucht abzuschätzen, wie viel Menschen bereit wären zu zahlen, um ihr Sterberisiko zu senken. ^{[ 173 ] : xiii} Dieser Wert variiert je nach Land und ist für Länder mit niedrigem und mittlerem Einkommen schwer zu ermitteln . ^{[ 174 ]}

Laut OECD werden die direkten Auswirkungen auf den Markt – Produktivitätsverluste, Inanspruchnahme des Gesundheitswesens und Ernteausfälle – bis 2060 voraussichtlich 1 % des BIP erreichen. Die Kaspische Region und China wären am stärksten betroffen. ^{[ 175 ]} Luftverschmutzung beeinträchtigt auch die Energieerzeugung, da sie die Menge an Sonnenlicht reduziert, die auf Solarmodule trifft . Zudem führt sie zu Verschmutzungen der Module, was deren Energieausbeute weiter verringert. ^{[ 176 ]}

Mumifizierte Überreste von Menschen in Peru , Ägypten und Großbritannien belegen, dass die Bevölkerung dieser Regionen an Lungenentzündungen litt , die durch offene Feuer in schlecht belüfteten Häusern verursacht wurden. Beschwerden über Luftverschmutzung sind bereits in der griechischen und römischen Antike dokumentiert . Mit dem Aufkommen der Städte wurde die Luftverschmutzung im Freien zu einem Problem, bedingt durch Haushaltsrauch und frühe industrielle Aktivitäten (wie Verhüttung und Bergbau ). Insbesondere die in arktischen Eiskernen gefundenen Bleikonzentrationen waren in der Römerzeit etwa zehnmal höher als in der Zeit davor. ^{[ 177 ]}

Während der Industriellen Revolution nahm die Luftverschmutzung im Freien stark zu, vor allem aufgrund der großflächigen Kohleverbrennung. Dies geschah zuerst in Großbritannien, dann im übrigen Nordeuropa und in den Vereinigten Staaten. Im 19. Jahrhundert begannen sich die Gebäude um die Industrieanlagen zu verfärben, während Pflanzen und Bäume in öffentlichen Parks zu verkümmern begannen. Rauchbedingter Nebel reduzierte die Sonneneinstrahlung für die Stadtbewohner und trug so zu Rachitisfällen bei , einer Kinderkrankheit, die durch Lichtmangel und ungesunde Ernährung verursacht wird. ^{[ 178 ]}

Die Wirtschafts- und Politikführung der Industriestädte unterstützte die Industrie jedoch mit Begeisterung: Dichter schwarzer Rauch bedeutete Wohlstand, hohe Gewinne und hohe Löhne. ^{[ 179 ]}

Die Miasmatheorie war im 18. und 19. Jahrhundert eine weit verbreitete Idee, die fälschlicherweise die Entstehung und Ausbreitung tödlicher Epidemien wie Cholera , Gelbfieber und Malaria („schlechte Luft“) erklärte. Laut dieser Theorie wurden die Krankheiten durch das Einatmen eines mysteriösen „Miasmas“ verursacht, eines schädlichen Dampfes, der aus verrottendem organischem Material entstand. Epidemien traten häufig im Sommer auf, da sich die Menschen dann vermehrt im Freien aufhielten. Die Theorie führte zu einem enormen Fokus auf die öffentliche Hygiene in Großstädten, um übelriechende Schadstoffe, insbesondere menschliche und tierische Exkremente, von Straßen und Hinterhöfen zu entfernen. Die Theorie brach zusammen, als Ärzte im späten 19. Jahrhundert die neue Keimtheorie der Krankheiten akzeptierten. Keime, die von einer infizierten Person ausgehustet oder von bestimmten Mückenarten oder Hakenwürmern übertragen wurden, waren die eigentliche Ursache für Infektionskrankheiten. ^{[ 180 ]}

In den 1830er Jahren entstanden in Großbritannien Anti-Raucher-Gruppen, denen in den 1880er Jahren ähnliche Gruppen in den Vereinigten Staaten folgten. Die Gesetzgebung gegen Umweltverschmutzung war jedoch schwach, da sie als Konflikt mit den Interessen der Industrie angesehen wurde. In der Zwischenkriegszeit der 1920er und 1930er Jahre führte der Übergang von Kohle zu Gas und Öl zu einer geringeren Luftverschmutzung, doch dieser Trend kehrte sich mit dem Ausbruch des Zweiten Weltkriegs um. ^{[ 178 ]} Großbritannien erlebte seine schlimmste Luftverschmutzung während des Großen Smogs von London im Jahr 1952 mit rund 12.000 Todesopfern, was 1956 zum Clean Air Act führte . ^{[ 181 ]} Der Smog von Donora im Jahr 1948 in den USA, bei dem 20 Menschen ums Leben kamen, veranlasste die USA, mit der Regulierung der Luftverschmutzung zu beginnen. ^{[ 178 ] [ 182 ]} Japan folgte 1960, doch andere stark verschmutzte Regionen wie die Sowjetunion und China führten keine wirksamen Regulierungen ein. ^{[ 178 ]}

Technologische Katastrophen haben zu gravierenden Problemen mit der Luftverschmutzung geführt. Die weltweit schlimmste Umweltkatastrophe war die Bhopal-Katastrophe von 1984 in Indien. Aus der Union-Carbide- Fabrik (später von der Dow Chemical Company übernommen) ausgetretene Industrieabgase töteten mindestens 20.000 Menschen und beeinträchtigten etwa 600.000. ^{[ 183 ]}

In den 1950er Jahren wurde Smog in den Industrieländern reguliert, andere Schadstoffe jedoch nicht. Saurer Regen, verursacht durch Schwefeldioxid, wurde zu einem gravierenden Problem, da er sich über Grenzen hinweg ausbreitete. In den 1990er Jahren beispielsweise war Japan von saurem Regen aufgrund chinesischer und koreanischer Industrie betroffen. Internationale Zusammenarbeit war notwendig, um den sauren Regen einzudämmen, und verschiedene Koalitionen wurden gegründet. 1975 wurde entdeckt, dass bestimmte Chemikalien ein Loch in der Ozonschicht verursachten ; dank erfolgreicher internationaler Verhandlungen wurden diese Chemikalien weltweit verboten. Im Kampf gegen den Klimawandel wurden deutlich weniger Erfolge erzielt, und die Treibhausgasemissionen , hauptsächlich aus fossilen Brennstoffen, steigen weiter an. ^{[ 184 ]}

Die Luftverschmutzung kann mithilfe verschiedener Techniken überwacht werden. Beispielsweise werden Satelliten und Fernerkundung eingesetzt, um Feinstaub (PM), Stickstoffdioxid (NO₂) und Ozon zu erfassen _. [ ^{185 ] Viele} Regionen verfügen über ein Netz von Messstationen, mit guter Abdeckung in Indien, China, Europa und den USA. In einigen stark verschmutzten Ländern wie Tschad und Iran ist die Abdeckung jedoch unzureichend. Die Messdichte verbessert sich mit der Verfügbarkeit kostengünstigerer Techniken zur Messung der Luftverschmutzung. ^{[ 186 ]} Kostengünstige Messgeräte können auch zur Überwachung der Innenraumluftqualität eingesetzt werden. ^{[ 187 ]} Schließlich können Luftqualitätssensoren in Drohnen integriert werden , um die Luftverschmutzung in größeren Höhen zu messen. ^{[ 188 ]} Einige Websites versuchen, die Luftverschmutzungswerte anhand verfügbarer Daten zu kartieren. ^{[ 189 ] [ 190 ]}

Luftqualitätsindizes (AQIs) bieten eine einfache Möglichkeit, Veränderungen der Luftqualität und damit verbundene Gesundheitsrisiken einer breiten Öffentlichkeit zu vermitteln. Ein AQI ist im Wesentlichen ein Instrument zum Gesundheitsschutz, mit dem Menschen ihre kurzfristige Belastung durch Luftverschmutzung reduzieren können, indem sie ihre Aktivitäten bei erhöhter Luftverschmutzung anpassen. Diese Indizes können anzeigen, wann die Luftqualität gut ist, wann sie für empfindliche Gruppen (z. B. Kinder mit Asthma) gefährlich ist und wann sie eine allgemeine Gesundheitsgefährdung darstellt. ^{[ 191 ]}

Sind direkte Daten nicht verfügbar oder sollen zukünftige Luftschadstoffkonzentrationen prognostiziert werden, lassen sich Schätzwerte mithilfe von Modellen oder Emissionsfaktoren ableiten. ^{[ 192 ]} Emissionsfaktoren für Luftschadstoffe sind typische Werte, die die Menge eines in die Luft freigesetzten Schadstoffs mit einer bestimmten Aktivität in Beziehung setzen. Dies könnte beispielsweise die typische Menge an Feinstaub sein, die von einem Kohlekraftwerk freigesetzt wird. ^{[ 193 ]} Die US-Umweltschutzbehörde (EPA) hat eine Zusammenstellung von Emissionsfaktoren für Luftschadstoffe für eine Vielzahl industrieller Quellen veröffentlicht, ^{[ 194 ]} ebenso wie die Europäische Umweltagentur . ^{[ 195 ]}

Luftqualitätsmodelle nutzen meteorologische Daten und Emissionsdaten, um die Ausbreitung und Reaktion von Schadstoffen in der Atmosphäre zu simulieren. Regulierungsbehörden verwenden sie, um zu beurteilen, ob eine neue Luftverschmutzungsquelle die zulässigen Grenzwerte überschreiten würde, und um Genehmigungen zu erteilen. Sie können auch zur Prognose zukünftiger Verschmutzungsniveaus unter verschiedenen politischen Szenarien eingesetzt werden. ^{[ 196 ]} Es gibt Modelle für lokale Verschmutzung, aber auch für grenzüberschreitende Verschmutzung. ^{[ 197 ]}

Die Vermeidung von Umweltverschmutzung zielt darauf ab, Verschmutzungen wie Luftverschmutzung zu verhindern und kann Anpassungen industrieller und geschäftlicher Aktivitäten umfassen, wie z. B. die Entwicklung nachhaltiger Produktionsprozesse (und Produktdesigns) ^{[ 198 ]} sowie Bemühungen um die Energiewende hin zu erneuerbaren Energien . ^{[ 199 ] [ 200 ]}

Zur Reduzierung der Luftverschmutzung stehen verschiedene Technologien und Strategien zur Verfügung. So können Industrieanlagen beispielsweise Rauchgasentschwefelungsanlagen oder Katalysatoren zur Entfernung von NOₓ installieren . Im Energiesektor ist _der Übergang zu erneuerbaren Energien ( z. B. Solar- und Windenergie) oder Kernenergie ein sehr wirksames Mittel zur Reduzierung der Luftverschmutzung . ^{[ 201 ]} Die Umstellung von Kohlekraftwerken auf fossile Gaskraftwerke reduziert die Luftverschmutzung, beseitigt sie aber nicht vollständig. ^{[ 202 ]}

Immer mehr Länder regulieren die Abfallwirtschaft durch nationale oder städtische Abfallmanagementsysteme , die Eröffnung von Deponien , die Nutzung von Deponiegas (zur Stromerzeugung) und die Abfalltrennung . ^{[ 22 ]} In der Landwirtschaft lässt sich die Luftverschmutzung minimieren, indem man Düngemittel sparsam einsetzt und Nutztiere nicht mit zu viel Protein versorgt. ^{[ 201 ]}

Das „Vermeiden-Verlagern-Verbessern “-Konzept bündelt Maßnahmen zur Reduzierung der Fahrzeugemissionen in die Bereiche Reisevermeidung, Umstellung auf nachhaltige Verkehrsmittel und Verbesserung der Fahrzeugtechnologie. ^{[ 203 ]} Die Reduzierung des Autoverkehrs kann die Umweltverschmutzung eindämmen. Eine Strategie besteht darin, kompakte Städte zu bauen , in denen Einrichtungen und Annehmlichkeiten in unmittelbarer Nähe liegen und Autos nicht benötigt werden. ^{[ 204 ]} Der Autoverkehr kann durch fußgängerfreundlichere Städte und Investitionen in die Radinfrastruktur reduziert werden . ^{[ 205 ]} Auch das Arbeiten von zu Hause aus ist eine Möglichkeit, den motorisierten Verkehr zu vermeiden. ^{[ 203 ]}

Der Verkehr kann durch eine verstärkte Nutzung des öffentlichen Nahverkehrs auf umweltfreundlichere Verkehrsmittel verlagert werden ^{[ 206 ]} , beispielsweise durch höhere Parkgebühren oder die Bereitstellung kostenloser öffentlicher Verkehrsmittel . Auch die Bekämpfung von Staus, die den Kraftstoffverbrauch erhöhen, durch City-Maut trägt dazu bei, dass Menschen umweltfreundlichere Verkehrsmittel nutzen. Schließlich können Straßenfahrzeuge durch eine höhere Kraftstoffeffizienz , verbesserte Kraftstoffqualität, Emissionsnormen und die Umstellung auf Elektrofahrzeuge optimiert werden ^{[ 207 ]} . So wurden beispielsweise die Busse in Neu-Delhi, Indien, nach dem Jahr 2000 auf komprimiertes Erdgas umgestellt, um den dichten Smog der Stadt zu reduzieren ^{[ 149 ] [ 208 ]} .

Im Jahr 2006 veröffentlichten Lawrence D. Frank und seine Koautoren eine Studie mit über 1.930 Zitierungen: „ Viele Wege von der Landnutzung zur Gesundheit“ ^{[ 209 ]} . Die Autoren zeigten, dass eine 5%ige Steigerung der Fußgängerfreundlichkeit mit zahlreichen Vorteilen verbunden war, darunter eine Reduzierung der gefahrenen Kilometer um 6,5 %, eine Reduzierung der Stickoxidemissionen um 5,6 % und eine Reduzierung der Emissionen flüchtiger organischer Verbindungen (VOCs) um 5,5 % ^{[ 210 ] .}

Für sauberes Kochen stehen verschiedene Technologien zur Verfügung, die traditionelle Biomasseöfen oder offene Feuerstellen ersetzen können . Beispielsweise reduziert der Umstieg auf das Kochen mit Biogas , Bioethanol , Strom, Erdgas oder Flüssiggas (LPG ) die Luftverschmutzung deutlich. Verbesserte Kochherde , die Biomasse effizienter nutzen, verbessern die Luftqualität zwar weniger, können aber eine Zwischenlösung darstellen, wenn saubere Kochherde oder deren Brennstoffe nicht verfügbar sind. Diese sauberen Kochgeräte, einschließlich der mit fossilen Brennstoffen betriebenen, haben in der Regel eine geringere Klimabelastung als traditionelle Biomasseöfen . ^{[ 211 ]}

Kerosin für die Beleuchtung kann durch effiziente LED-Leuchten , beispielsweise solarbetriebene LED-Leuchten, ersetzt werden . ^{[ 212 ]} Die Verbrennung fossiler Brennstoffe zur Raumheizung kann durch die Nutzung von Strom in Wärmepumpen ersetzt werden . ^{[ 213 ]} Lüftung verbessert zwar die Raumluftqualität, führt aber zu Luftverschmutzung im Außenbereich, was wiederum die lokale Raumluftqualität verschlechtern kann . ^{[ 214 ]}

Obwohl die meisten Länder Gesetze zur Luftreinhaltung haben, fehlt 43 % der Länder eine rechtliche Definition von Luftverschmutzung, 34 % haben keine Standards für die Luftqualität im Freien und nur 31 % verfügen über Gesetze zur Bekämpfung von Verschmutzungen, die von außerhalb ihrer Grenzen stammen. Nur wenige Länder haben Grenzwerte, die so streng sind wie die Empfehlungen der Weltgesundheitsorganisation. ^{[ 216 ]}

Einige Luftreinhaltegesetze enthalten spezifische Luftqualitätsstandards, wie beispielsweise die US-amerikanischen National Ambient Air Quality Standards und die EU-Luftqualitätsrichtlinie ^{[ 217 ]} , die maximale atmosphärische Konzentrationen für bestimmte Schadstoffe festlegen. Weitere Beispiele für Luftreinhaltegesetze weltweit sind der Clean Air Act in Großbritannien, der US Clean Air Act und das deutsche Luftreinhaltegesetz ^{[ 218 ]} . Luftreinhaltegesetze können auch Grenzwerte für die Emissionen von Luftschadstoffen, z. B. von Fahrzeugen, festlegen ^{[ 219 ] .}

Die globalen Luftqualitätsrichtlinien der Weltgesundheitsorganisation (WHO) fördern Verbesserungen in ähnlicher Weise wie nationale Standards, sind aber eher „Empfehlungen“ und „bewährte Verfahren“ als verbindliche Ziele, die die Länder erreichen müssen. ^{[ 220 ]}

Einige Maßnahmen zur Bekämpfung der Luftverschmutzung waren auf internationaler Ebene erfolgreich, beispielsweise das Montrealer Protokoll ^{[ 221 ]} , das schädliche ozonschädigende Chemikalien schrittweise verbot. Es wurde weltweit ratifiziert. Internationale Klimaschutzmaßnahmen hingegen waren weniger erfolgreich. ^{[ 222 ]} Das Kyoto-Protokoll von 1997 führte zwar moderate Reduktionsziele für einige Länder ein, ließ aber deren Durchsetzung mangelhaft erscheinen. ^{[ 223 ]} Das Pariser Abkommen von 2015 setzte keine verbindlichen Obergrenzen, sondern ermutigte stattdessen alle Länder, ihre Ambitionen im Laufe der Zeit zu steigern. ^{[ 184 ]}

Im Jahr 2022 verabschiedete die UN-Generalversammlung eine Resolution, die das Recht auf eine saubere, gesunde und nachhaltige Umwelt als Menschenrecht anerkannte. Die Resolution ist jedoch nicht rechtsverbindlich. Sie folgte der Erklärung des UN-Menschenrechtsrats, die Anfang des Jahres veröffentlicht worden war. ^{[ 224 ]}

Viele Länder haben zwar Gesetze zur Luftreinhaltung, unterscheiden sich aber in deren Durchsetzung durch gerichtliche Schritte . In der Europäischen Union wurden einzelne Länder, darunter Frankreich, von der EU wegen Nichteinhaltung der Luftreinhaltebestimmungen mit Geldstrafen belegt. Die überarbeitete Richtlinie über die Luftqualität ermöglicht es zudem Einzelpersonen in der EU, Entschädigung zu fordern. ^{[ 225 ]} In China sind Klagen aus Umweltgründen zwar möglich, aber selten, da sie als risikoreich gelten. ^{[ 226 ]} In Chile ist das Recht auf eine gesunde Umwelt in der Verfassung verankert , und der Oberste Gerichtshof urteilte, dass die Regierung deshalb für saubere Luft sorgen muss. ^{[ 227 ]}