Kältefallen, brauner Schleim und mobile Labore: Wie zwei Chemiker die Ursache des Smogs in Los Angeles entschlüsselten

Am 8. Juli 1943 hüllte ein plötzlicher, dichter brauner Dunst Los Angeles ein. Er brannte den Bewohnern in den Augen und löste eine weitreichende Panik aus, da viele einen chemischen Angriff mitten im Krieg befürchteten. Dem Science History Institute zufolge schrieben erste Spekulationen in der Öffentlichkeit die beißende Luft industriellen Schwefelemissionen und der Chemieproduktion zu. Daraufhin legten die Behörden eine örtliche Butadien-Anlage still, doch der blendende Dunst kehrte zurück. Das Verständnis von Luftverschmutzung Mitte des 20. Jahrhunderts orientierte sich weitgehend an den Kohlekraftwerken und Industrieschornsteinen des Mittleren Westens. Den kommunalen Verantwortlichen fehlten daher die Spezialdiagnoseinstrumente, um die genaue chemische Zusammensetzung in der Atmosphäre des Talbeckens zu bestimmen.

Von Ananasdämpfen zu atmosphärischen Kältefallen

Um das Phänomen systematisch zu untersuchen, gründete das Board of Supervisors des Los Angeles County 1947 den Air Pollution Control District und engagierte wissenschaftliche Berater. Unter ihnen war der Instrumentenbauer Arnold Beckman. Er bezweifelte die vorherrschenden Theorien über Industrieschwefel, da Schwefelsäure einen charakteristischen Geruch erzeugt, der im Smog der Stadt fehlte. Beckman wandte sich an den bioorganischen Chemiker Arie Haagen-Smit vom Caltech, dessen aktuelle Forschung darauf abzielte, flüchtige Aromastoffe aus frischen Ananas zu extrahieren.

Haagen-Smit passte seine Laborverfahren zur Aromaextraktion an die Probenahme von Luft an und zog 500 Liter der schweren Luft von Los Angeles durch eine spezielle Kältefalle. Bei diesem Verfahren kondensierte die große Luftmenge zu nur ein oder zwei Tropfen eines dunkelbraunen Schleims. Die chemische Analyse dieser kondensierten Flüssigkeit brachte Peroxylverbindungen, organische Säuren und teilweise verbrannte Kohlenwasserstoffe ans Licht.

Gegenwind aus der Industrie und mobile Messlabore

Die These, dass unvollständig verbrannter Kraftstoff die Luftkrise der Stadt verursachte, stieß in der Industrie sofort auf heftigen Widerstand. Die Western Oil and Gas Association beauftragte das Stanford Research Institute mit einer Gegenstudie. Diese behauptete, dass der Dunst auf natürliche Wetterlagen und nicht auf menschliche Industrieaktivitäten zurückzuführen sei. Beckman und Haagen-Smit hielten dagegen, indem sie mobile Labore in umgebauten Paketzustellwagen und Wohnmobilen einrichteten. Ausgestattet mit maßgeschneiderten Sensoren für Luftverschmutzung fuhren diese mobilen Einheiten durch Südcalifornien. Sie führten Echtzeitmessungen der Atmosphäre entlang von Autobahnen, in der Nähe von Chemieraffinerien und neben Industrieanlagen durch, um die Verteilung der Schadstoffe in der gesamten Region zu dokumentieren.

Die Isolierung der unverbrannten Kohlenwasserstoffe

Im Jahr 1953 veröffentlichte das Team seine umfassende Untersuchung zur Luftverschmutzung in Südcalifornien. Der Bericht identifizierte drei Hauptquellen toxischer Emissionen: die Müllverbrennung in Hinterhöfen bei niedrigen Temperaturen, verdunstenden Kraftstoff aus Lagertanks und Kraftfahrzeugabgase. Entscheidend war, dass die veröffentlichten Daten bis zu 85 Prozent der Smogkomponenten direkt den Kraftfahrzeugen zuschrieben. Dies bewies, dass teilweise verbrannte Kohlenwasserstoffe aus Autoabgasen mit Sonnenlicht reagierten und so den atmosphärischen Dunst erzeugten.

Die Erkenntnisse von 1953 veränderten die Umweltwissenschaft grundlegend. Sie belegten, dass Fahrzeugabgase und nicht traditionelle Industrieschornsteine der Haupttreiber der städtischen Luftverschmutzung waren. Gestützt auf die empirischen Daten von Beckman und Haagen-Smit gab diese Forschung den Anstoß für neue Umweltvorschriften. Sie führte zur Abschaffung der Müllverbrennung in Hinterhöfen und legte das wissenschaftliche Fundament für Californias wegweisende Abgasstandards für Kraftfahrzeuge.

KI-generierte redaktionelle Illustration; kein Dokumentarfoto.

Quelle: Distillations podcast Fighting Smog in Los Angeles