Ozonbelastung in Südostasien senken: Ein Weg, Tausende Leben zu retten

Ozonbelastung verstehen: ein zweischneidiges Schwert

Ozon ist ein Molekül, das in unserer Umwelt eine paradoxe Rolle spielt. Hoch über der Erde wirkt die Ozonschicht in der Stratosphäre als Schutzschild und absorbiert schädliche ultraviolette (UV-)Strahlung der Sonne. Am Boden jedoch wird Ozon zu einem gefährlichen Luftschadstoff und einem starken Treibhausgas. Eine Belastung durch bodennahes Ozon kann Atemwegs- und Herz-Kreislauf-Erkrankungen verschlimmern, Asthmaanfälle auslösen und sogar zu vorzeitigem Tod führen. Besonders gefährdet sind Menschen, die besonders schutzbedürftig sind, darunter Kinder, ältere Menschen und Personen mit bestehenden gesundheitlichen Beschwerden.

Bodennahes Ozon wird nicht direkt in die Luft ausgestoßen. Es entsteht vielmehr, wenn Stickoxide (NOx) und flüchtige organische Verbindungen (VOCs) unter Sonneneinstrahlung miteinander reagieren. In Südostasien hat die rasante wirtschaftliche Entwicklung zu höheren Emissionen dieser Ozonvorläufer aus Fahrzeugen, Fabriken, Kraftwerken und sogar natürlichen Quellen wie der Vegetation geführt. Das tropische Klima der Region mit reichlich Sonnenschein und hohen Temperaturen beschleunigt die Ozonbildung zusätzlich und verschärft das Problem besonders stark.

Ozonbelastung in Südostasien: das Ausmaß des Problems

Südostasien hat mehr als 600 Millionen Einwohnerinnen und Einwohner, von denen viele in schnell wachsenden Städten leben. Nach Angaben der Weltgesundheitsorganisation (WHO) atmen mehr als 90 % der Bevölkerung der Region Luft ein, die den internationalen Sicherheitsstandards nicht entspricht. Ozon trägt zusammen mit Feinstaub (PM2.5) maßgeblich zu dieser Krise für die öffentliche Gesundheit bei. Allein 2018 verursachte die Belastung durch Ozon und PM2.5 Schätzungen zufolge in Südostasien fast 900.000 vorzeitige Todesfälle.

Eine aktuelle Forschungsarbeit unter Leitung der Nanyang Technological University (NTU) in Singapur hat dem Thema neue Dringlichkeit verliehen. Mithilfe fortschrittlicher Computermodelle und internationaler Emissionsdaten prognostizierten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler die künftigen Ozonwerte in Südostasien unter verschiedenen Szenarien. Ihre Ergebnisse zeigen: Ohne entschlossenes Handeln wird die Ozonbelastung weiterhin eine erhebliche Gefahr für die öffentliche Gesundheit in der gesamten Region darstellen.

Dechen Tsering, Regionaldirektorin des Umweltprogramms der Vereinten Nationen (UNEP) für Asien und den Pazifik, betont die Ernsthaftigkeit der Lage:

Luftverschmutzung ist derzeit eine der größten Gesundheitsgefahren für diese Region. Die gute Nachricht ist jedoch, dass sich das Problem lösen lässt. Wir wissen, wie sich die Luftverschmutzung verringern lässt – wir müssen nur handeln.

Wie Ozon entsteht: die Rolle von NOx und VOCs

Um zu verstehen, wie sich die Ozonbelastung verringern lässt, ist es wichtig, die chemischen Prozesse bei der Ozonbildung zu kennen. Bodennahes Ozon entsteht, wenn NOx (hauptsächlich aus der Verbrennung fossiler Brennstoffe in Fahrzeugen, Kraftwerken und der Industrie) und VOCs (aus menschlichen Aktivitäten ebenso wie aus natürlichen Quellen wie Pflanzen) unter Sonneneinstrahlung miteinander reagieren. Der Prozess ist komplex und hängt stark von den örtlichen Bedingungen ab, darunter Temperatur, Luftfeuchtigkeit und die relativen Konzentrationen von NOx und VOCs.

In Städten wie Singapur, Jakarta, Kuala Lumpur, Bangkok und Ho-Chi-Minh-Stadt tragen sowohl NOx als auch VOCs maßgeblich zur Ozonbildung bei. Wirksame Strategien zur Verringerung der Ozonbelastung in Städten müssen daher auf beide Emissionsarten abzielen. In ländlichen und küstennahen Gebieten wird die Ozonbildung dagegen stärker von den NOx-Werten beeinflusst. Dort dürften gezielte NOx-Reduktionen wirksamer sein.

Associate Professor Steve Yim von der NTU Singapur, Hauptautor der aktuellen Studie, erläutert die Herausforderung:

Die Verringerung der Ozonbelastung ist nicht einfach, denn dafür müssen die Vorläuferstoffe – Stickoxide und flüchtige organische Verbindungen – sorgfältig reguliert werden, statt Ozon direkt aus der Atmosphäre zu entfernen. Auch die tropischen Bedingungen in Südostasien führen dazu, dass sich Ozon anders bildet als in anderen Teilen der Welt.

Auswirkungen auf die Gesundheit: der menschliche Preis der Ozonbelastung

Ozon reizt die Atemwege stark. Kurzfristige Belastung kann Husten, Halsreizungen und Schmerzen in der Brust verursachen. Langfristig erhöht sie das Risiko für chronische Atemwegserkrankungen, Herzkrankheiten und vorzeitigen Tod. Besonders gefährdet sind Kinder, ältere Menschen sowie Personen mit Asthma oder anderen Lungenerkrankungen.

Nach Angaben der WHO ist die Außenluftverschmutzung, einschließlich Ozon, weltweit jedes Jahr für Millionen vorzeitige Todesfälle verantwortlich. In Südostasien ist die Belastung besonders hoch: Die Region zählt weltweit zu den Gebieten mit den höchsten Sterblichkeitsraten infolge der Luftverschmutzung. Das Health Effects Institute schätzt, dass 2021 in Asien mehr als 3,4 Millionen Todesfälle auf Luftverschmutzung zurückzuführen waren, wobei ein erheblicher Anteil davon auf Südostasien entfiel.

Joseph Sung, Distinguished University Professor an der NTU Singapur und Mitautor der Ozonstudie, unterstreicht die Bedeutung entschlossenen Handelns:

Ozon ist ein unsichtbarer, aber schädlicher Schadstoff. Unsere Studie zeigt, dass wir die gesundheitlichen Folgen für die Region deutlich verringern und die Luftqualität verbessern können, wenn wir jetzt entschlossen handeln. Die Forschung bestätigt, welche entscheidende Rolle das Luftqualitätsmanagement für den Schutz der öffentlichen Gesundheit spielt.

Blick in die Zukunft: Szenarien für Ozonbelastung und Gesundheit im Jahr 2050

Das von der NTU geleitete Forschungsteam modellierte mehrere mögliche Zukunftsszenarien für die Ozonbelastung in Südostasien. Sie beruhen jeweils auf unterschiedlichen Annahmen zu Wirtschaftswachstum, Energieverbrauch und Maßnahmen zur Kontrolle der Luftverschmutzung. Zu den wichtigsten Ergebnissen gehören:

• Weiter-wie-bisher-Szenario: Werden die derzeitigen Maßnahmen und geplanten NOx-Reduktionen in Kraftwerken, Fabriken und im Verkehr umgesetzt, könnte die Zahl der jährlichen vorzeitigen Todesfälle infolge von Ozon bis 2050 um 22.000 sinken.
• Szenario mit strengen Emissionskontrollen: Ergreifen die Länder wirksamere Maßnahmen zur Emissionsminderung, könnten bis 2050 jährlich bis zu 36.000 vorzeitige Todesfälle verhindert werden.
• Szenario mit hohen Emissionen: Steigt der Verbrauch fossiler Brennstoffe ungebremst weiter, könnte die Zahl der jährlichen vorzeitigen Todesfälle infolge von Ozon bis 2050 um 33.000 zunehmen.

Der größte Teil der gesundheitlichen Vorteile einer geringeren Ozonbelastung käme Indonesien, den Philippinen, Vietnam und Thailand zugute – Ländern mit großen Bevölkerungen und schnell wachsenden Volkswirtschaften.

Wichtige Quellen von Ozonvorläufern in Südostasien

Für wirksame politische Maßnahmen muss bekannt sein, woher die Ozonvorläufer stammen. Zu den wichtigsten Quellen zählen:

• Verkehr: Kraftfahrzeuge sind in Städten eine wichtige Quelle von NOx-Emissionen. Alte Fahrzeuge, fehlende Emissionsstandards und die rasante Urbanisierung haben das Problem verschärft.
• Industrie und Stromerzeugung: Fabriken und Kraftwerke, die fossile Brennstoffe verbrennen, stoßen große Mengen NOx und VOCs aus.
• Verbrennung von Biomasse: Landwirtschaftliche Feuer und Waldrodungen, die oft zur Bewirtschaftung von Flächen eingesetzt werden, setzen erhebliche Mengen an NOx und VOCs frei. Diese Brände tragen in der Region saisonal maßgeblich zur Luftverschmutzung bei.
• Natürliche Quellen: Aufgrund des tropischen Klimas geben Pflanzen große Mengen natürlicher VOCs ab. In Verbindung mit menschengemachten NOx-Emissionen können diese die Ozonbildung fördern.

Eine in EOS veröffentlichte Studie zeigt, dass sich die Ozonbelastung auf dem südostasiatischen Festland durch die Verhinderung von Vegetations- und Waldbränden um 9 % senken ließe. Zudem könnten jährlich Zehntausende vorzeitige Todesfälle verhindert werden.

Politische Lösungen: Was lässt sich tun?

Um die Ozonbelastung zu senken, müssen sowohl NOx- als auch VOC-Emissionen mit einem Bündel von Maßnahmen angegangen werden. Für Südostasien gelten folgende Strategien als besonders wirksam:

• Strengere Emissionsstandards: Strengere Emissionsgrenzwerte für Fahrzeuge, Kraftwerke und Industrieanlagen können die NOx- und VOC-Emissionen deutlich senken, sofern sie umgesetzt und durchgesetzt werden.
• Umweltfreundlicher Verkehr: Die Förderung von Elektrofahrzeugen, der Ausbau des öffentlichen Nahverkehrs und der Bau von Radwegen können die Abhängigkeit von umweltschädlichen Fahrzeugen verringern. Städte wie Manila, Bangkok und Jakarta erproben bereits entsprechende Maßnahmen.
• Verbrennung von Biomasse eindämmen: Die Verhinderung von landwirtschaftlichen Feuern und Waldbränden sowie die Förderung alternativer Methoden der Flächenbewirtschaftung können die Emissionen von Ozonvorläufern drastisch senken.
• Luftqualitätsmessung und Frühwarnsysteme: Verlässliche Luftqualitätsdaten und öffentliche Warnsysteme helfen den Menschen, Spitzenbelastungen zu vermeiden, und tragen zu besseren politischen Entscheidungen bei.
• Maßnahmen für die öffentliche Gesundheit: Ambulanzen für Luftverschmutzung, wie sie in Bangkok eingerichtet wurden, bieten Betroffenen Behandlung und Aufklärung zu durch Luftverschmutzung verursachten Erkrankungen.
• Regionale Zusammenarbeit: Ozon und andere Schadstoffe überschreiten häufig Landesgrenzen. Um grenzüberschreitende Verschmutzung anzugehen und bewährte Verfahren auszutauschen, sind gemeinsame Strukturen nötig.

Das Umweltprogramm der Vereinten Nationen (UNEP) und die Weltgesundheitsorganisation (WHO) setzen sich beide für integrierte Maßnahmen ein, die Luftverschmutzung, Klimawandel und öffentliche Gesundheit gemeinsam berücksichtigen. Investitionen in erneuerbare Energien, eine bessere Abfallwirtschaft und sauberere Haushaltsbrennstoffe verringern nicht nur die Luftverschmutzung, sondern fördern auch das Wirtschaftswachstum und die Widerstandsfähigkeit gegenüber den Folgen des Klimawandels.

Herausforderungen und Chancen: der weitere Weg

Die wissenschaftlichen Erkenntnisse sind eindeutig, doch die Umsetzung wirksamer Maßnahmen gegen die Ozonbelastung in Südostasien steht vor mehreren Herausforderungen:

• Wirtschaftswachstum und Umweltschutz: Rasche Industrialisierung und Urbanisierung fördern die wirtschaftliche Entwicklung, erhöhen aber auch die Emissionen. Wachstum und Nachhaltigkeit in Einklang zu bringen, bleibt eine dauerhafte Herausforderung.
• Informeller Sektor und berufliche Belastung: Viele Beschäftigte in Südostasien sind an informellen Arbeitsplätzen hohen Luftschadstoffkonzentrationen ausgesetzt und haben nur begrenzten Zugang zu Gesundheitsversorgung oder Schutzmaßnahmen. Um die berufliche Belastung zu verringern, braucht es gezielte Maßnahmen und mehr Aufklärung.
• Öffentliches Bewusstsein: Vielen Menschen sind die Gesundheitsrisiken durch Ozon und andere Schadstoffe nicht bewusst. Das schwächt den öffentlichen Druck, Maßnahmen zu ergreifen, und die Bereitschaft, Vorschriften einzuhalten.
• Daten und Messungen: In vielen Teilen der Region fehlen weiterhin verlässliche Luftqualitätsdaten in Echtzeit. Das erschwert die Entwicklung und Durchsetzung wirksamer Maßnahmen.

Trotz dieser Hindernisse wären die möglichen Vorteile entschlossenen Handelns enorm. Nach Schätzungen des UNEP könnte eine geringere Luftverschmutzung bis 2030 in ganz Südostasien Hunderttausende Leben retten und Milliarden an Gesundheitskosten einsparen. Sauberere Luft würde zudem die Produktivität steigern, eine nachhaltige Entwicklung unterstützen und dazu beitragen, den Klimawandel einzudämmen.

Fallbeispiele: Erfolge und Lehren

Mehrere südostasiatische Länder haben Maßnahmen zur Verringerung der Luftverschmutzung auf den Weg gebracht, die vielversprechende Ergebnisse zeigen:

• Indonesien: Durch Investitionen in erneuerbare Energien und strengere Emissionsstandards für Fahrzeuge könnte Indonesien seine Treibhausgasemissionen um 650 Megatonnen senken – so viel, wie dem Wegfall von 130 Millionen Autos auf den Straßen entspräche.
• Thailand: Die Kosten für die Umsetzung von Maßnahmen für saubere Luft werden bis 2030 auf jährlich 4 Milliarden US-Dollar geschätzt. Die Kosten des Nichthandelns wären aufgrund von Gesundheitsausgaben und Produktivitätsverlusten jedoch dreimal so hoch.
• Regionale Initiativen: Das vom UNEP und der WHO gemeinsam veranstaltete Asia Pacific Regional Forum on Health and the Environment fördert die Zusammenarbeit zwischen Gesundheits- und Umweltsektor, um Luftverschmutzung und weitere umweltbedingte Gesundheitsprobleme anzugehen.

Auch philanthropische Organisationen und internationale Geber unterstützen Pilotprojekte, die politische Interessenvertretung und Netzwerke zum Wissensaustausch, um den Fortschritt zu beschleunigen.

Ausblick: Prioritäten für Forschung und Politik

Das Forschungsteam der NTU plant, seine Arbeit auszuweiten und zu untersuchen, wie sich der Klimawandel und veränderte Landnutzungsmuster zusätzlich auf die Ozonbelastung in Südostasien auswirken könnten. Mit steigenden globalen Temperaturen dürfte auch die Ozonbildung zunehmen, wodurch Maßnahmen zur Eindämmung noch dringlicher werden. Die Zusammenarbeit mit politischen Entscheidungsträgern, Vertretern der Industrie und Umweltorganisationen wird entscheidend sein, um nachhaltige Strategien für das Luftqualitätsmanagement zu entwickeln und umzusetzen.

Pallavi Pant, Leiterin der Global Initiatives am Health Effects Institute, fordert mutige Investitionen:

Es braucht mutige Investitionen, um die technischen Kapazitäten zu stärken und die Daten- und Technologieinfrastruktur auf lokaler und regionaler Ebene auszubauen.

Zusammenfassung

• Bodennahes Ozon ist in Südostasien eine große Gesundheitsgefahr und verursacht Atemwegs- und Herz-Kreislauf-Erkrankungen sowie vorzeitige Todesfälle.
• Ozon entsteht, wenn NOx und VOCs unter Sonneneinstrahlung miteinander reagieren. Zu den wichtigsten Quellen gehören Emissionen aus Fahrzeugen, der Industrie, Kraftwerken und der Verbrennung von Biomasse.
• Aktuelle Forschungsergebnisse zeigen, dass sich durch strenge Emissionskontrollen bis 2050 in Südostasien jährlich bis zu 36.000 vorzeitige Todesfälle infolge von Ozon verhindern ließen.
• Zu den wirksamen Maßnahmen zählen strengere Emissionsstandards, umweltfreundlicher Verkehr, die Eindämmung der Verbrennung von Biomasse, eine bessere Luftqualitätsmessung und regionale Zusammenarbeit.
• Herausforderungen bestehen weiterhin: etwa das Abwägen zwischen Wirtschaftswachstum und Umweltschutz, der Umgang mit beruflicher Belastung sowie die Verbesserung des öffentlichen Bewusstseins und der Datenerhebung.
• Investitionen in Maßnahmen für saubere Luft bieten der Region erhebliche gesundheitliche, wirtschaftliche und klimapolitische Vorteile.