Man findet ihn auf Straßen, in Einfahrten und auch auf Dächern: Asphalt. Dieses dunkle, bei Wärme weicher werdende Material besteht aus Gesteinsschutt, vermischt mit dem aus Erdöl erzeugten Bitumen – einer zähen Masse aus unterschiedlich langen Kohlenwasserstoffketten. Diese sind im kalten Zustand nicht flüchtig, können aber bei Erwärmung, beispielsweise beim Ausbringen des heißen Asphalts, flüchtige organische Substanzen abgeben. Schon länger ist bekannt, dass solche flüchtigen Kohlenwasserstoffe die Entstehung von bodennahem Ozon und sekundären organischen Aerosolen (SOA) begünstigen. Letztere bilden einen Teil des Ultrafeinstaubs, dessen Partikel einen maximalen Durchmesser von bis zu 2,5 Mikrometern haben. “Angesichts der großen Fläche, die Asphalt in städtischen Umgebungen ausmacht, repräsentiert diese Substanz damit eine wichtige potenzielle Quelle für Vorläufersubstanzen der sekundären organischen Schwebstoffe”, konstatieren Peeyush Khare von der Yale University in New Haven und seine Kollegen.
Je wärmer der Straßenasphalt, desto stärker die Emissionen
Doch wie groß die Ausdünstung der Luftschadstoffe aus Asphalt unter normalen, alltäglichen Bedingungen auf Straßen oder asphaltgedeckten Flachdächern ist, war bislang nur wenig untersucht. Um mehr Klarheit zu schaffen, sind Khare und sein Team nun der Frage nachgegangen, wie hoch die Emissionen von Straßenasphalt unter verschiedenen, für seinen Einsatz auf Straßen und Dächern typischen Bedingungen sind. In Laborversuchen setzten sie Asphaltproben in speziellen Testkammern Temperaturen von 40 bis 200 Grad Celsius aus. Diese Temperaturen entsprechen denjenigen, die beim Ausbringen des Asphalts, aber auch bei intensiver Sonneneinstrahlung auf die Straße auftreten können. Die dabei freiwerdenden organischen Stoffe analysierten sie mithilfe verschiedener Massenspektrometer und Gaschromatographen. In einem weiteren Versuch testeten die Forscher, ob die UV-Einstrahlung durch das Sonnenlicht auch losgelöst von einer Erwärmung eine Ausdünstung flüchtiger Substanzen aus dem Asphalt verursachen kann.
Die Messungen ergaben, dass mit steigender Temperatur des Asphalts auch die Ausdünstung flüchtiger Kohlenwasserstoffe ansteigt. Bei einer Erwärmung von 40 auf 60 Grad – wie sie beispielsweise an einem sonnigen Sommertag häufig vorkommt – verdoppelten sich die Emissionen. Im Schnitt lagen sie unter diesen sommerlichen Alltagsbedingungen bei rund einem Gramm pro Kilogramm Asphalt. Stiegen die Temperaturen weiter an, erhöhte sich der Ausstoß jeweils um 70 Prozent pro 20-Grad-Schritt. Unter den emittierten Substanzen waren größtenteils verschiedene geradkettige und verzweigte Kohlenwasserstoffe, aber auch polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe (PAK). “Sie machten rund zehn Prozent der Emissionen aus und umfassten auch bekanntermaßen gesundheitsschädliche Stoffe wie Naphtalen, Pyren und Fluoranthen”, berichten Khare und seine Kollegen. Der Anteil dieser PAKs stieg zudem mit der Temperatur.
