8 Fragen zu Abgase

Das Einleiten von Abgasen eines Verbrennungsmotors in das Gangsystem von Wühlmäusen ist nicht nur ethisch bedenklich, sondern auch rechtlich problematisch. In vielen Ländern ist es verboten, Tiere auf diese Weise zu schädigen oder zu töten. Zudem ist es fraglich, ob diese Methode tatsächlich hilfreich wäre, da sie nicht gezielt auf die Bekämpfung von Wühlmäusen abzielt und möglicherweise auch andere Tiere oder die Umwelt schädigen könnte. Es gibt humanere und effektivere Methoden zur Bekämpfung von Wühlmäusen, die in Betracht gezogen werden sollten.

Die Entschwefelung und Entstickung von Abgasen sind wichtige Maßnahmen zum Schutz der Umwelt und der menschlichen Gesundheit. Hier sind die Hauptgründe: 1. **Reduktion von Luftverschmutzung**: Schwefeldioxid (SO₂) und Stickoxide (NOₓ) sind Hauptverursacher von Luftverschmutzung. Sie tragen zur Bildung von Feinstaub und bodennahem Ozon bei, die gesundheitsschädlich sind. 2. **Vermeidung von saurem Regen**: SO₂ und NOₓ können in der Atmosphäre zu Schwefel- und Salpetersäure reagieren, die als saurer Regen auf die Erde zurückfallen. Saurer Regen schädigt Pflanzen, Böden, Gewässer und Bauwerke. 3. **Gesundheitsschutz**: Hohe Konzentrationen von SO₂ und NOₓ in der Luft können Atemwegserkrankungen, Herz-Kreislauf-Probleme und andere gesundheitliche Beeinträchtigungen verursachen. 4. **Klimaschutz**: NOₓ trägt zur Bildung von Ozon in der Troposphäre bei, das ein starkes Treibhausgas ist und somit zur globalen Erwärmung beiträgt. 5. **Einhaltung gesetzlicher Vorschriften**: Viele Länder haben strenge Umweltvorschriften und Emissionsgrenzwerte eingeführt, um die Luftqualität zu verbessern. Unternehmen müssen diese Vorschriften einhalten, um Strafen zu vermeiden und ihre Betriebserlaubnis zu behalten. Durch die Entschwefelung und Entstickung von Abgasen können diese negativen Auswirkungen erheblich reduziert werden.

Ob ein Bus weniger Abgase als ein Auto produziert, hängt von verschiedenen Faktoren ab, wie der Art des Busses, der Art des Autos und der Anzahl der Passagiere. Ein einzelner Bus produziert in der Regel mehr Abgase als ein einzelnes Auto, da er größer ist und einen größeren Motor hat. Allerdings kann ein Bus viele Passagiere gleichzeitig befördern. Wenn man die Emissionen pro Passagierkilometer betrachtet, ist ein voll besetzter Bus oft effizienter und produziert weniger Abgase pro Person als mehrere Autos, die die gleiche Anzahl von Passagieren befördern würden. Zusammengefasst: Ein Bus produziert insgesamt mehr Abgase als ein Auto, aber pro Passagierkilometer kann er effizienter und umweltfreundlicher sein, insbesondere wenn er gut ausgelastet ist.

Die genaue Anzahl der Menschen, die aufgrund von Abgasen krank werden, ist schwer zu bestimmen, da viele Faktoren wie die Art der Schadstoffe, die Expositionsdauer und individuelle Gesundheitsbedingungen eine Rolle spielen. Allerdings gibt es zahlreiche Studien, die den Zusammenhang zwischen Luftverschmutzung und gesundheitlichen Problemen belegen. Laut der Weltgesundheitsorganisation (WHO) sterben jährlich etwa 4,2 Millionen Menschen weltweit an den Folgen von Luftverschmutzung im Freien, zu der auch Abgase von Fahrzeugen und Industrieanlagen beitragen. Diese Luftverschmutzung kann zu Atemwegserkrankungen, Herz-Kreislauf-Problemen, Lungenkrebs und anderen schweren Gesundheitsproblemen führen. Weitere Informationen findest du auf der Website der WHO: [WHO - Luftverschmutzung](https://www.who.int/health-topics/air-pollution#tab=tab_1).

Bei der Verbrennung von Wasserstoff (H₂) in einem Kolbenmotor oder einer Gasturbine entstehen hauptsächlich Wasserdampf (H₂O) als Abgas. Da Wasserstoff keine Kohlenstoffatome enthält, entstehen keine Kohlendioxid- (CO₂) oder Kohlenmonoxid- (CO) Emissionen, die bei der Verbrennung fossiler Brennstoffe üblich sind. Allerdings können bei hohen Verbrennungstemperaturen Stickoxide (NOₓ) entstehen. Diese Stickoxide sind schädliche Abgase, die zur Luftverschmutzung und zur Bildung von Smog beitragen können. Die Menge an NOₓ-Emissionen hängt von der Verbrennungstemperatur und der Motor- oder Turbinenkonstruktion ab. Es gibt jedoch Technologien und Methoden, um die NOₓ-Emissionen zu reduzieren, wie z.B. die Abgasrückführung (EGR) oder spezielle Brennkammerdesigns. Zusammengefasst: Während die Verbrennung von Wasserstoff keine CO₂- oder CO-Emissionen erzeugt, können bei hohen Temperaturen Stickoxide entstehen, die als schädliche Abgase gelten.

Die Lambdasonde, auch Sauerstoffsensor genannt, ist ein wesentlicher Bestandteil des Abgassystems von Verbrennungsmotoren. Ihre Hauptaufgabe besteht darin, den Sauerstoffgehalt im Abgas zu messen. Diese Information wird an das Motorsteuergerät weitergeleitet, das die Luft-Kraftstoff-Mischung entsprechend anpasst, um eine optimale Verbrennung zu gewährleisten. Hier ist eine Übersicht der Funktionsweise: 1. **Messung des Sauerstoffgehalts**: Die Lambdasonde misst den Sauerstoffgehalt im Abgas. Sie besteht aus einem Keramikkörper, der mit einer dünnen Schicht aus Zirkondioxid (ZrO2) überzogen ist. Diese Schicht ist mit einer porösen Platinbeschichtung versehen. 2. **Erzeugung einer Spannung**: Bei der Messung des Sauerstoffgehalts entsteht eine Spannung, die von der Differenz des Sauerstoffgehalts zwischen dem Abgas und der Umgebungsluft abhängt. Diese Spannung variiert typischerweise zwischen 0,1 Volt (mageres Gemisch, hoher Sauerstoffgehalt) und 0,9 Volt (fettes Gemisch, niedriger Sauerstoffgehalt). 3. **Signal an das Motorsteuergerät**: Die erzeugte Spannung wird an das Motorsteuergerät gesendet. Dieses interpretiert die Spannung und passt die Einspritzmenge des Kraftstoffs an, um das Luft-Kraftstoff-Verhältnis zu optimieren. Ziel ist es, das Verhältnis möglichst nahe an das stöchiometrische Verhältnis (14,7:1 für Benzin) zu bringen, bei dem die Verbrennung am effizientesten und saubersten ist. 4. **Regelung des Gemischs**: Durch die kontinuierliche Anpassung des Luft-Kraftstoff-Gemischs wird eine optimale Verbrennung erreicht, was zu einer Reduzierung der Schadstoffemissionen und einer Verbesserung der Motorleistung führt. Es gibt verschiedene Arten von Lambdasonden, darunter die schmalbandige und die breitbandige Lambdasonde, die jeweils unterschiedliche Messbereiche und Genauigkeiten bieten.

Um eine Rechnung für die Emissionen von Abgasen in der Chemie durchzuführen musst du verschiedene Faktoren berücksichtigen. Hier ist ein allgemeiner Überblick über die Schritte, die du befolgen kannst: 1. **Identifikation der Emissionen**: Bestimme, welche Schadstoffe in den Abgasen enthalten sind (z.B. CO₂, NOₓ, SO₂, VOCs). 2. **Messung der Konzentrationen**: Messe die Konzentrationen dieser Schadstoffe in den Abgasen. Dies kann durch Probenahme und Analyse mit geeigneten Instrumenten erfolgen. 3. **Volumenstrom der Abgase**: Bestimme den Volumenstrom der Abgase, der in der Regel in Kubikmetern pro Stunde (m³/h) angegeben wird. 4. **Berechnung der Emissionen**: - Verwende die Formel: Emission (kg/h) = Konzentration (mg/m³) × Volumenstrom (m³/h) / 1.000.000 - Diese Formel konvertiert die Konzentration von Milligramm pro Kubikmeter in Kilogramm pro Stunde. 5. **Summierung der Emissionen**: Addiere die Emissionen aller relevanten Schadstoffe, um die Gesamtemissionen zu erhalten. 6. **Berücksichtigung von Betriebsstunden**: Multipliziere die stündlichen Emissionen mit den Betriebsstunden pro Jahr, um die jährlichen Emissionen zu berechnen. Beispiel: - Konzentration von CO₂: 200 mg/m³ - Volumenstrom: 5000 m³/h - Betriebsstunden pro Jahr: 8000 h Berechnung: - Stündliche Emission: 200 mg/m³ × 5000 m³/h / 1.000.000 = 1 kg/h - Jährliche Emission: 1 kg/h × 8000 h = 8000 kg Diese Schritte geben dir eine grundlegende Methode zur Berechnung der Emissionen von Abgasen in der Chemie. Für genauere und spezifischere Berechnungen solltest du die entsprechenden Normen und Richtlinien sowie genaue Messdaten verwenden.

In Wärmekraftwerken werden verschiedene Maßnahmen ergriffen, um die Abgase zu reinigen und die Umweltbelastung zu minimieren. Hier sind einige der gängigsten Methoden: 1. **Elektrofilter (Elektroabscheider)**: Diese Geräte nutzen elektrische Felder, um Staubpartikel aus den Abgasen zu entfernen. Die Partikel werden elektrisch aufgeladen und dann auf entgegengesetzt geladene Platten gezogen, wo sie gesammelt und entfernt werden. 2. **Gewebefilter (Schlauchfilter)**: Diese Filter bestehen aus Gewebesäcken, durch die die Abgase geleitet werden. Staubpartikel bleiben im Gewebe hängen und werden regelmäßig abgeschüttelt und entfernt. 3. **Entschwefelungsanlagen (Rauchgasentschwefelung, FGD)**: Diese Anlagen entfernen Schwefeldioxid (SO₂) aus den Abgasen. Ein gängiges Verfahren ist die Nasswäsche, bei der die Abgase durch eine Kalk- oder Kalksteinlösung geleitet werden, die das Schwefeldioxid bindet und in Gips umwandelt. 4. **Denitrifikationsanlagen (DeNOx)**: Diese Anlagen reduzieren die Stickoxidemissionen (NOx). Ein häufig verwendetes Verfahren ist die selektive katalytische Reduktion (SCR), bei der Ammoniak in die Abgase eingespritzt wird, das dann in Gegenwart eines Katalysators mit den Stickoxiden reagiert und diese in Stickstoff und Wasser umwandelt. 5. **Aktivkohlefilter**: Diese Filter werden verwendet, um Quecksilber und andere Schwermetalle sowie organische Schadstoffe aus den Abgasen zu entfernen. Die Schadstoffe werden an der Oberfläche der Aktivkohle adsorbiert. 6. **Wäscher (Scrubber)**: Diese Geräte nutzen Flüssigkeiten, um Schadstoffe aus den Abgasen zu waschen. Sie können sowohl für die Entfernung von Partikeln als auch von gasförmigen Schadstoffen eingesetzt werden. Durch die Kombination dieser Technologien können Wärmekraftwerke ihre Emissionen erheblich reduzieren und die Umweltbelastung minimieren.