Außenluft

In Hessen wird zur Überwachung der Außenluftqualität ein landesweites Messnetz mit Luftmessstationen durch das Hessische Landesamt für Naturschutz, Umwelt und Geologie (HLNUG) betrieben. Bindend hierfür sind das Bundes-Immissionsschutzgesetz und seine Verordnungen. Die Messstationen für Messungen zum Schutz der menschlichen Gesundheit sind so angelegt, dass Messdaten innerhalb von Gebieten oder Ballungsräumen gewonnen werden, die nicht nur die Exposition der Bevölkerung repräsentativ abbilden, sondern auch die höchsten auftretenden Konzentrationen erfassen. Die Luftmessstationen in Hessen lassen sich den Ballungsräumen Rhein-Main und Kassel sowie den Gebieten Lahn-Dill, Mittel-, Nord- und Südhessen zuordnen.1

In der Atmosphäre sind die vorkommenden gasförmigen Verbindungen Stickstoffdioxid (NO2) und Ozon (O3) sowie Staubpartikel (hier die Feinstaubpartikel PM10) von bedeutender lufthygienischer Relevanz. Sie tragen zur Immissionsbelastung der Außenluft bei und haben ihren Ursprung überwiegend in anthropogenen Emissionsquellen. Die auf den Menschen einwirkenden Luftverunreinigungen werden als Immissionen bezeichnet. Die Luftreinhaltung hat zum Ziel, den Menschen vor gesundheitsschädlichen Umwelteinwirkungen durch Luftverunreinigungen zu schützen.

Luftmessstationen in Hessen (Stand 2013):

  • Ballungsraum Rhein-Main: Darmstadt, Darm­stadt Hügelstraße, Frankfurt-Friedberger Landstraße, Frank­furt-Höchst, Frankfurt-Ost, Frankfurt Sindlingen, Hanau, Offenbach-Bieberer Straße, Offenbach-Mainstraße, Offenbach-Untere Grenzstraße, Raunheim, Rüsselsheim-Rugby-Ring, Wiesbaden- Ringkirche, Wiesbaden-Schiersteiner Straße, Wiesbaden-Süd
  • Ballungsraum Kassel: Kassel-Fünffensterstraße, Kassel-Mitte
  • Gebiet Südhessen: Breuberg Hainstadt, Fürth/Odenwald, Heppenheim-Lehrstraße, Lampertheim-Andreasstraße, Lampertheim-Römerstraße, Michelstadt, Reinheim, Riedstadt
  • Gebiet Lahn-Dill: Gießen-Westanlage, Linden, Wetzlar, Wetzlar-Lindenbergstraße
  • Gebiet Mittel- und Nordhessen: Bad Arolsen, Bebra, Burg Herzberg, Fulda-Mitte, Fulda-Petersberger Straße, Kellerwald, Kleiner Feldberg, Limburg, Limburg-Diezer Straße, Limburg-Frankfurter Straße, Limburg-Schiede I, Limburg-Schiede II, Marburg, Marburg-Universitätsstraße, Spessart, Wasserkuppe, Witzenhausen/Wald, Zierenberg

Außenluft: Stickstoffdioxid (NO2)

Für die Freisetzung von Stickoxiden und damit dem Stickstoffdioxid (NO2) ist hauptsächlich der Kraftfahrzeugverkehr verantwortlich. Stickstoffdioxid trägt zusätzlich zur Entstehung von bodennahem Ozon bei, was zusätzlich beim sogenannten Sommersmog relevant ist. Die gesundheitlichen Wirkungen von Stickstoffdioxid betreffen vor allem die Atemwege und Beeinträchtigungen der Lungenfunktion. Zum Schutz der menschlichen Gesundheit sind deshalb in der 39. Bundes-Immissionsschutzverordnung für Stickstoffdioxid u. a. folgende Grenzwerte vorgegeben:

  • 200 µg NO2/m3 als Einstunden-Mittelwert, der pro Jahr 18-mal überschritten werden darf;
  • 40 µg NO2/m3 als Jahresmittelwert2

Abb. 57 gibt einen Überblick zur allgemeinen Entwicklung der Stickstoffdioxid-Konzentration in Hessen im Zeitraum vom Jahr 2000 bis zum Jahr 2013. Die Konzentrationshöhen haben sich über die betrachteten Jahre innerhalb der beiden Ballungsräume und der einzelnen Gebiete nicht bedeutsam verändert. Darüber hinaus weisen die Ergebnisse für die beiden Ballungsräume (Kassel, Rhein-Main) allgemein höhere Konzentrationswerte im Vergleich zu den anderen Gebieten aus. Die Belastungssituationen in den Ballungsräumen werden insbesondere durch die städtischen Emissionen beeinflusst.

Entwicklung der Stickstoffdioxid Konzentrationen in Hessen 2000 bis 2013
Entwicklung der Stickstoffdioxid Konzentrationen in Hessen 2000 bis 2013  Foto: Jahresmittelwerte der Stickstoffdioxid-Konzentrationen (µg/m3) in den BallungsräumenRhein-Main und Kassel sowie den Gebieten Lahn-Dill, Nord-, Mittel- und Südhessen für den Zeitraum vom Jahr 2000 bis 2013. Quelle: Hessisches Landesamt für Umwelt und Geologie.

In Abb. 58 sind für das Jahr 2013 die Jahresmittelwerte für Stickstoffdioxid an den einzelnen Luftmessstationen dargestellt. Während an den nicht durch den Verkehr geprägten Messstationen sowohl in den Ballungsräumen als auch in den übrigen drei Gebieten an keiner Messstation der geltende Grenzwert für den Jahresmittelwert (40 µg NO2/m3) überschritten wird, kommt es an den verkehrsnahen Messstationen zu Überschreitungen des Grenzwertes. Hauptsächlich beruhen solche Überschreitungen auf den Emissionen des Kraftfahrzeugverkehrs.

Jahresmittelwerte der Stickdioxid Konzentrationen 2013
Jahresmittelwerte der Stickdioxid Konzentrationen 2013  Foto: Verkehrsbezogene Messstationen sind rot markiert, der einzuhaltende Grenzwert für den Jahresmittelwert nach der 39. Bundes-Immissionsschutzverordnung von 40 µg/m³ ist in der gestrichelten Linie ausgewiesen. Quelle: Hessisches Landesamt für Umwelt und Geologie.

Außenluft: Ozon (O3)

Bodennahes Ozon (O3) wird in Gegenwart intensiver Sonneneinstrahlung aus den Vorläuferverbindungen Stickstoffoxiden und Kohlenwasserstoffen gebildet. Oftmals kommt es in den Sommermonaten zu Perioden mit erhöhten Ozonkonzentrationen, dem sogenannten Sommersmog. Emissionsquellen für Kohlenwasserstoffe sind neben dem Straßenverkehr auch Industrieanlagen und weitere Quellen. Stickstoffoxide werden hauptsächlich durch den Kraftfahrzeugverkehr freigesetzt.

Ozon führt beim Menschen zu Reizwirkungen an den Atemwegen, löst Atembeschwerden aus und beeinträchtigt die Lungenfunktion. Etwa 10 % der Bevölkerung ­reagieren empfindlich auf Ozon.3 Folgende Schwellen­werte sind in der 39. Bundes-Immissionsschutzverordnung für die Verbindung Ozon u. a. mit dem Ziel Schutz der menschlichen Gesundheit festgelegt:

  • Informationsschwelle bei 180 µg O3/m3 als Einstunden-Mittelwert;
  • Alarmschwelle bei 240 µg O3/m3 als Einstundenmittelwert.

Die Bundesregierung verfolgt seit langem den Ansatz mittel- und langfristiger Emissionsminderungsmaßnahmen. Dieser Weg zeigt durchaus Wirkung. Seit etwa zehn Jahren stagnieren die Ozon-Jahresmittelwerte auf erhöhtem Niveau, wobei die Anzahl und die Höhe der sommerlichen Ozon-Spitzenkonzentrationen sogar deutlich zurückgegangen sind.4

Abb. 59 spiegelt die Entwicklung der Ozon-Belastungssituation über die letzten 13 Jahre in den Ballungsräumen sowie in den Gebieten Lahn-Dill, Mittel-, Nord- und Südhessen wider. Über diesen Zeitraum betrachtet, wird ein gleichbleibendes Konzentrationsniveau gehalten, wobei der Ballungsraum Kassel in den letzten Jahren eher einen in Relation leichten Anstieg aufweist. Höhere Ozonbelastungen treten in den Gebieten außerhalb der Ballungsräume auf, denn in den verkehrsreicheren Räumen wird Ozon durch das aus den Abgasen (z. B. Kraftfahrzeugverkehr) freigesetzte Stickstoffmonoxid abgebaut. Folglich kommt es in verkehrsärmeren und weniger belasteten Gebieten zu einem verminderten Ozonabbau.

Entwicklung der Ozon Konzentrationen in Hessen 2000 bis 2013
Entwicklung der Ozon Konzentrationen in Hessen 2000 bis 2013  Foto: Jahresmittelwerte der Ozon-Konzentrationen (µg/m3) in den Ballungsräumen Rhein-Main und Kassel sowie den Gebieten Lahn-Dill, Nord-, Mittel- und Südhessen für den Zeitraum vom Jahr 2000 bis 2013. Quelle: Hessisches Landesamt für Umwelt undGeologie.

Außenluft: Feinstaubpartikel PM10

Für die menschliche Gesundheit sind die sehr kleinen Feinstaubpartikel PM10 in der Atmosphäre von Bedeutung. Sie haben einen Durchmesser bis zu 10 Mikrometer (Durchmesser kleiner als ein zehnmillionstel Meter). Wesentliche Feinstaubquellen stellen der Kraftfahrzeugverkehr, Verbrennungs- und Industrieprozesse sowie luftchemische Reaktionen von flüchtigen organischen Stoffen dar.

Im Vordergrund gesundheitlicher Effekte stehen Herz-Kreislauf- und Atemwegserkrankungen bis hin zu Todesfällen. Für Feinstaubpartikel der Größe PM10 gibt es unter Bezug auf Langzeitwirkungen einen Grenzwert für den Jahresmittelwert und im Hinblick auf Kurzzeiteffekte auch einen Grenzwert für den Tagesmittelwert:

  • 50 µg PM10/m3 als 24-Stunden-Mittelwert, der pro Jahr 35-mal überschritten werden darf;
  • 40 µg PM10/m3 als Jahresmittelwert.5

Abb. 60 zeigt für das Jahr 2013 die Anzahl an Überschreitungen des PM10-Tagesmittelwertes (50 µg/m3) an den einzelnen hessischen Luftmessstationen. Überschreitungen des PM10-Tagesmittelwertes traten nicht nur an verkehrsreichen und städtischen, sondern auch an ländlich geprägten Messstationen auf. Allerdings betrifft die größte Anzahl an Überschreitungen hauptsächlich verkehrsbezogene Messstationen, an denen der Kraftfahrzeugverkehr eine der Hauptemissionsquellen ist.

Anzahl an Überschreitungen des Feinstaub Tagesmittelwertes 2013
Anzahl an Überschreitungen des Feinstaub Tagesmittelwertes 2013  Foto: Verkehrsbezogene Messstationen sind rot markiert, die nach der 39. Bundes-Immissionsschutzverordnung einzuhaltende Anzahl an Überschreitungen des PM10-24-Stunden-Mittelwerts (PM10 über 50 µg/m³) darf 35-mal pro Jahr überschritten werden. Die zulässige Überschreitungsanzahl ist in der gestrichelten Linie ausgewiesen. Quelle: Hessisches Landesamt für Umwelt und Geologie.

Abb. 61 zeigt, dass die PM10-Jahresmittelwerte für den Zeitraum der vergangenen Jahre vom Jahr 2000 bis zum Jahr 2013 in den einzelnen hessischen Regionen abgenommen haben. Dies ist auf erfolgreiche Emissionsminderungsmaßnahmen zurückzuführen. Allerdings liegen auch weiterhin höhere Belastungen in den Ballungsräumen vor.

Entwicklung der Feinstaubpartikel Konzentration Jahresmittelwerte in Hessen 2000 bis 2013
Entwicklung der Feinstaubpartikel Konzentration Jahresmittelwerte in Hessen 2000 bis 2013  Foto: Für den Zeitraum vom Jahr 2000 bis zum Jahr 2013 Jahresmittelwerte der PM10-Konzentrationen (µg/m3) in den Ballungsräumen Rhein-Main und Kassel sowie den Gebieten Lahn-Dill, Nord-, Mittel- und Südhessen. Quelle: Hessisches Landesamt für Umwelt und Geologie.
Fußnote
  1. Hessisches Landesamt für Umwelt und Geologie: Das Luftmessnetz in Hessen. Online verfügbar unter: http://www.hlug.de/start/luft/luftmessnetz.html 
  2. Hessisches Landesamt für Umwelt und Geologie: Stickstoffoxid. Online verfügbar unter: http://www.hlug.de/start/luft/luftschadstoffe/stickstoffoxide.html 
  3. Hessisches Landesamt für Umwelt und Geologie: Folgen des Klimawandels für die menschliche Gesundheit, Februar 2015. Online verfügbar unter: http://klimawandel.hlug.de/fileadmin/dokumente/klima/Klimawandel_gesundheit.pdfhttps://www.hlnug.de/fileadmin/dokumente/klima/klimawandel_gesundheit.pdf  
  4. Hessisches Landesamt für Umwelt und Geologie: Folgen des Klimawandels für die menschliche Gesundheit, Februar 2015. Online verfügbar unter: http://klimawandel.hlug.de/fileadmin/dokumente/klima/Klimawandel_gesundheit.pdf 
  5. Hessisches Landesamt für Umwelt und Geologie: Feinstaub. Online verfügbar unter: http://www.hlug.de/start/luft/luftschadstoffe/pm10.html 
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