7.1: Auswirkungen des Verkehrs auf die Luftqualität

1 7.1: Auswirkungen des Verkehrs auf die Luftqualität 2 7.2: Vergleich von Auto und Bus in der Stadt 3 7.3: Körperliche Aktivität bei der Benutzung verschiedener Verkehrsmittel 4 7.4: Wie kann man auf angenehme Weise zusammen reisen?

Autoren:
Publikation:	5.3.2015
Lernstufen:	2, 3
Übersicht:	Die NO_x-Konzentration in der Luft ändert sich im Tagesverlauf. Die Schüler übertragen die Werte für die NO_x-Konzentration in ein Diagramm, das ihnen den Zusammenhang zwischen Verkehrsdichte und Luftverschmutzung vor Augen führt.
Angestrebte Kenntnisse:	Verkehrsmittel, die fossile Energie verbrennen, stoßen Schadstoffe aus (Gase und Feinstaub) Diese Schadstoffe können die Ursache für Atemwegserkrankungen, Reizungen und Kopfschmerzen sein.
Wortschatz:	Luftqualität, Schadstoff
Dauer:	1 Stunde 30 Minuten
Material:	Für jeden Schüler: das Arbeitsblatt 18: "Tagesverlauf der NO_x-Konzentration in der Luft" das Arbeitsblatt 19: "Diagramm der NO_x-Konzentration im Tagesverlauf"
Herkunft:	La main à la pâte, Paris

Ausgangsfrage

Die Unterrichtsstunde beginnt mit der Frage: "Weshalb sagt man manchmal, die Luftqualität sei schlecht, die Luft sei schadstoffbelastet? Weshalb belastet der Verkehr die Luft mit Schadstoffen?".

Die Antworten der Schüler werden aufgeschrieben. Anschließend wird der verwendete Wortschatz genauer definiert. Insbesondere wird festgestellt, dass sich die Luft aus verschiedenen Gasen zusammensetzt: 78% Stickstoff, 20% Sauerstoff und 1% andere Gase (Edelgase, Kohlenstoffdioxid usw.). Man spricht von Luftverschmutzung, wenn die prozentuale Zusammensetzung der Luft sich ändert oder wenn andere Gase auftauchen.

Literaturrecherche

Die Lehrerin verteilt das Arbeitsblatt 18 (Tagesverlauf der NO_x-Konzentration in der Luft). Die Tabelle gibt für unterschiedliche Wochentage die Entwicklung der Stickstoffoxid-Konzentration im Tagesverlauf wieder, und zwar einmal in der Stadt Wiesbaden (Messstation Ringkirche) und einmal im Spessart (ein Mittelgebirge). Die Lehrerin vergewissert sich, dass die Schüler die Tabelle verstehen, indem sie zum Beispiel fragt: "Wie hoch war die NO_x-Konzentration in der Luft in Wiesbaden am 6. März um 12 Uhr?". Die Klasse diskutiert über den Sinn der Bezeichnung NO_x und über die Maßeinheiten: 1 Kubikmeter = 1000 Liter, 1 Mikrogramm = 1 Millionstel Gramm.

Wissenschaftliche Anmerkungen

In dieser Unterrichtsstunde reicht es, wenn man sagt, NO_x bezeichne eine Gruppe von gasförmigen Schadstoffen: die Stickstoffoxide.
Falls die Lehrerin näher auf die Stickstoffoxide und ihre Wirkung eingehen möchte, kann sie entweder eine 30-minütige Literaturrecherche (zusätzlich zur Unterrichtsstunde) vorschlagen oder gleich die Information liefern, dass diese Gase Atembeschwerden, Atemwegserkrankungen sowie Kopfschmerzen und Ähnliches verursachen können.

Abb. 1: Zwei Mädchen erstellen ein Diagramm mit dem Tagesverlauf der NO_x-Konzentration in der Luft [1].

Es werden Vierergruppen gebildet. Jeder Schüler zeichnet das Diagramm für einen der Wochentage. Zuvor wurde in der Klasse ein Farbcode für die verschiedenen Wochentage bestimmt, sodass die Kurven leicht zu unterscheiden sind. Wenn möglich sollten die Diagramme auf Pauspapier oder Overhead-Folien gezeichnet werden, damit jede Gruppe die vier Kurven zum Vergleich der Wochentage einfach übereinanderlegen kann. Andernfalls werden die Blätter übereinander ans Fenster geheftet, dann sieht man ebenfalls alle vier Diagramme gleichzeitig.

Pädagogische Anmerkung

Die Schüler können die Diagramme auch komplett selbst erstellen (Achsen zeichnen, Maßstäbe wählen). In diesem Fall sollte eine zusätzliche Unterrichtsstunde anberaumt werden.

Gemeinsame Erörterung

Unter Mitwirkung der ganzen Klasse werden die Diagramme beschrieben und analysiert. Die Schüler versuchen herauszufinden, woher die Schadstoffbelastungen kommen. Sie machen sich klar, welchem Wochentag das jeweilige Datum entspricht. Falls sie nicht selbst darauf kommen, gibt die Lehrerin den Hinweis, dass es sich um einen Samstag, einen Sonntag, einen Montag und einen Dienstag in ein und derselben Woche handelt. Mit diesem Wissen betrachten sie die Unterschiede der Kurven und versuchen, sie zu erklären.

Abb. 2: Stickstoffoxidkonzentration (NO_x) in der Luft, gemessen in Wiesbaden (an der Ringkirche) am 5., 6., 7. und 8. März 2016
Quelle: Hessisches Landesamt für Naturschutz, Umwelt und Geologie

Abb. 3: Auch mit einem Tabellenkalkulationsprogramm lässt sich gut arbeiten: Stickstoffoxidkonzentration (NO_x) in der Luft, gemessen im Spessart am 5., 6., 7. und 8. März 2016. Im unteren Diagramm ist zum Vergleich auch die "Montagskurve" von Wiesbaden eingezeichnet.
Quelle: Hessisches Landesamt für Naturschutz, Umwelt und Geologie

Die Spitzen in der Schadstoffbelastung entsprechen den Spitzen im Autoverkehr. Sie entsprechen somit den Zwängen und Gewohnheiten der Menschen (Fahrt zur Arbeit, Rückkehr aus dem Wochenende, ...). Die Lehrerin kann hinzufügen, dass die Stickstoffoxide zu 60% vom Straßenverkehr verursacht werden (besonders von Dieselfahrzeugen).

Anhand der Kurven in Abb. 2 lässt sich zum Beispiel erkennen, dass die Menschen in Wiesbaden am Samstagabend ausgehen (erhöhte NO_x-Konzentration am Abend). Am Sonntag ist die NO_x-Konzentration relativ niedrig; nur am späten Nachmittag/frühen Abend ist sie leicht erhöht – vielleicht sind es die Rückkehrer aus dem Wochenende. Am Montag und Dienstag sieht man die Verkehrsspitze zu Beginn des Arbeitstages. Der Feierabendverkehr verteilt sich über einen längeren Zeitraum.

Im Spessart (Abb. 3) ist die NO_x-Konzentration sehr viel niedriger als in Wiesbaden. Die Schwankungen könnten wetterbedingt sein (NO_x-reichere Luftmassen strömen aus Städten in der Umgebung Richtung Spessart).

Schüler interpretieren das Diagramm mit den NOx-Konzentrationen

Abb. 4: Das Diagramm mit der NO_x-Konzentration in Wiesbaden (Abb. 2) wird interpretiert [1].

Zusammenfassung

Die Klasse formuliert gemeinsam eine Schlussfolgerung.

Beispiel: Die massive Nutzung von Fahrzeugen mit Verbrennungsmotoren führt zu Luftverschmutzung.

Variante

Eine ganz ähnliche Unterrichtsstunde wie diese lässt sich für andere Schadstoffe durchführen, von denen man weiß, dass auch sie vom Autoverkehr herrühren: CO₂ oder Feinstaub zum Beispiel. Werte findet man häufig für die eigene Stadt oder das eigene Bundesland unter dem Stichpunkt "Umweltatlas".

Mögliche Erweiterung

Die Klasse kann sich mit anderen negativen Begleiterscheinungen des Autoverkehrs befassen und zum Beispiel die Lärmbelastung untersuchen (die in der Stadt zu 80% dem Straßenverkehr zuzurechnen ist). Dazu können die Schüler eine Literaturrecherche zu den Auswirkungen auf die Gesundheit machen und Karten zur Lärmbelastung analysieren. Siehe zum Beispiel: Umweltatlas Berlin – Lärmkarten 2017.