Umweltindikatoren Hessen
Luftqualität
- Jahresmittelwert der PM10-Immissionskonzentration im städtischen Hintergrund [1]
- Jahresmittelwert der PM2,5-Immissionskonzentration im städtischen Hintergrund [1]
- Jahresmittelwert der NO2-Immissionskonzentration im städtischen Hintergrund [1]
- Ozonkonzentrationen; Anzahl der Tage mit höchstem 8-Stunden-Mittelwert über 120 µg Ozon / m3 pro Jahr im städtischen Hintergrund [1]
Bedeutung
Erhöhte Konzentrationen von Luftschadstoffen können sowohl die menschliche Gesundheit gefährden als auch die Vegetation schädigen. Immissionen bilden die Belastung durch luftgetragene Schadstoffe ab – also die Konzentration von Gasen und Stäuben, die in der Luft enthalten sind und schädliche Umwelteinwirkungen hervorrufen können. In Städten ist der Verkehr neben Industrie und Hausbrand der größte Emittent von Feinstaub, Stickoxiden und anderen Ozon-Vorläufersubstanzen. Zur Überprüfung der Einhaltung der Grenzwerte und zur Beurteilung der Luftqualität an Belastungsschwerpunkten ist der Indikator aber nicht aussagekräftig, weil die höchsten NO2- und PM10-Konzentrationen nicht im städtischen Hintergrund, sondern vor allem an Straßen mit hohem Verkehrsaufkommen und geschlossener Randbebauung auftreten, z.T. auch mit Überschreitung der Grenzwerte. Es ist deshalb erforderlich, insbesondere dort die Belastung weiter zu reduzieren.
1) PM10-Immissionskonzentration:
Staub kann, abhängig von der Größe und der ihm anhaftenden Stoffe, gesundheitsgefährdend sein. Insbesondere der Feinstaub im Größenbereich kleiner 10 µm ist gesundheitlich von besonderer Bedeutung, weil Partikel dieser Größe mit vergleichsweise hoher Wahrscheinlichkeit vom Menschen eingeatmet und in die tieferen Atemwege transportiert werden. Untersuchungen weisen auf einen Zusammenhang zwischen der Häufigkeit von chronischer Bronchitis, Lungenkrebs und Krankheiten des Herz-Kreislauf-Systems und der Feinstaubbelastung hin. Wesentliche PM10-Emittenten sind industrielle Prozesse, Feststofffeuerungen und der Kfz-Verkehr. Beurteilungsmaßstab zum Schutz der menschlichen Gesundheit sind die in der Richtlinie (EU) 2024/2881 bzw. der 39. BImSchV festgelegten Grenzwerte (50 µg/m3 als Tagesmittelwert, 35 Überschreitungen im Jahr zulässig; ab 2030: 45 µg/m3, 18 Überschreitungen zulässig; 40 µg/m3 als Mittelwert im Kalenderjahr, ab 2030: 20 µg/m3 als Mittelwert im Kalenderjahr). Der Richtwert der WHO für PM10 beträgt 15 µg/m3 im Jahresmittel.
2) PM2,5-Immissonskonzentration:
Die noch kleineren Feinstaubpartikel mit einem aerodynamischen Durchmesser bis zu 2,5 µm dringen tief in die Bronchien und bis in die Lungenbläschen ein. Vor allem für empfindliche Personen mit schon bestehender Lungen- oder Herzerkrankung besteht bei Langzeitexposition mit PM2,5 ein erhöhtes Gesundheitsrisiko. Der Straßenverkehr ist neben Hausbrand, Industrie und Landwirtschaft die wichtigste anthropogene Quelle für PM2,5. Der Grenzwert der 39. BImSchV beträgt 25 µg/m3 als Jahresmittelwert. Ab 2030 gelten folgende Grenzwerte gemäß Richtlinie (EU) 2024/2881: 25 µg/m3 als Tagesmittelwert, 18 Überschreitungen zulässig, 10 µg/m3 als Mittelwert im Kalenderjahr. Der Richtwert der WHO für PM2,5 beträgt 5 µg/m3 im Jahresmittel.
3) NO2-Immissionskonzentration:
Erhöhte NO2- Konzentrationen können beim Menschen zu Reizungen der Atemwege führen. NO2 ist zudem eine wichtige Vorläufersubstanz für die sommerliche Ozonbildung in den bodennahen Luftschichten. Abgesehen von geringen Anteilen aus natürlichen Quellen stammt NO2 in etwa zu gleichen Anteilen aus industriellen Verbrennungsprozessen und aus dem Kraftfahrzeugverkehr. Die bodennahen Emissionen der Kraftfahrzeuge führen insbesondere in den Ballungsräumen zu hohen Luftbelastungen, insgesamt ist aber eine abnehmende Tendenz zu verzeichnen. Beurteilungsmaßstab zum Schutz der menschlichen Gesundheit sind die Grenzwerte gemäß der Richtlinie (EU) 2024/2881 bzw. der 39. BImSchV (40 µg/m3 als Mittelwert im Kalenderjahr, ab 2030: 20 µg/m3 als Mittelwert im Kalenderjahr, 50 µg/m3 als Tagesmittelwert, 18 Überschreitungen im Jahr zulässig; 200 µg/m3 als 1-h-Mittelwert (18 Überschreitungen im Jahr zulässig, ab 2030: maximal drei Überschreitungen pro Jahr)). Der Richtwert der WHO für NO2 beträgt 10 µg/m3 im Jahresmittel.
4) Ozonkonzentration:
Erhöhte Ozonkonzentrationen können zu Vegetationsschäden führen und auch die menschliche Gesundheit beeinträchtigen, insbesondere durch Reizungen der Atemwege und Augen. Ozon wird nicht direkt emittiert, sondern aus Vorläuferstoffen (flüchtige organische Verbindungen sowie Stickstoffoxide) unter dem Einfluss der Sonnenstrahlung gebildet. Die besonders wirkungsrelevanten Ozonspitzenwerte treten deshalb insbesondere im Sommer bei geringem Luftaustausch, hohen Temperaturen und starker Sonneneinstrahlung auf. Detaillierte Langzeitanalysen haben ergeben, dass die Ozon-Spitzenwerte zwar zurückgegangen sind, die chronische Belastung jedoch zunimmt. Wegen des weiträumigen Transports der Vorläufersubstanzen treten die höchsten Ozonwerte häufig weit entfernt von den Emissionsorten auf. Die dem Zielwert zugrunde gelegten 8-Stunden-Mittelwerte werden auch vom weiträumigen Ozonhintergrund der nördlichen Hemisphäre mit beeinflusst. Diese Grundbelastung mit Ozon aus z.T. weit entfernten Quellen in Europa hat sich über die Jahre hinweg weiter aufgebaut. Für den Nachhaltigkeitsindikator wird als Beurteilungsmaßstab der Zielwert von 120 µg Ozon pro m3 Luft als 8-Stunden-Mittelwert zum Schutz der menschlichen Gesundheit herangezogen. Er charakterisiert die Häufigkeit des Auftretens von erhöhten Ozonkonzentrationen, die vor allem in den Monaten Mai bis September bei hohen Tagestemperaturen vorkommen. Beurteilungsmaßstäbe zum Schutz der menschlichen Gesundheit sind die in der Richtlinie (EU) 2024/2881 bzw. der 39. BImSchV festgelegten Zielwerte (120 µg/m3 für den höchsten 8-Stundenwert eines Tages (25 Überschreitungen im Jahr zulässig, gemittelt über 3 Jahre, ab 2030: 18 Überschreitungen im Jahr zulässig, gemittelt über drei Jahre); Informationsschwelle: 180 µg/m3 als 1-Stunden-Mittelwert; Alarmschwelle: 240 µg/m3 als 1-Stunden-Mittelwert). Der Richtwert der WHO beträgt 100 µg/m3 als Tagesmittelwert (höchster 8-Stundenwert), Überschreitungstage sind nicht zulässig.
Definition
Der Indikator für die Luftqualität stellt die Außenluftkonzentration ausgewählter Luftschadstoffe dar. Dazu werden die Ergebnisse aus dem landesweiten Messnetz des Hessischen Landesamtes für Naturschutz, Umwelt und Geologie zur kontinuierlichen Überwachung der Luftqualität mit rund 35 Luftmessstationen und zusätzlichen Messstellen mit NO2 - Passivsammlern genutzt (nähere Informationen finden sich in den lufthygienischen Jahresberichten). Zur Beurteilung der Luftqualität ist Hessen derzeit in die Ballungsräume Kassel und Rhein-Main sowie die Gebiete Lahn-Dill, Mittel- und Nordhessen sowie Südhessen eingeteilt. Dies entspricht den Anforderungen der 39. Verordnung zur Durchführung des Bundes-Immissionsschutzgesetzes (Verordnung über Luftqualitätsstandards und Emissionshöchstmengen – 39. BImSchV). Die Standorte der Stationen sind so gewählt, dass eine flächendeckende Immissionsüberwachung über Hessen gewährleistet ist.
Die Berechnung erfolgt auf der Grundlage der Daten aus den Messstationen des städtischen und vorstädtischen Hintergrundes (Definition gemäß EU-Ratsentscheidung über den Informationsaustausch (97/101/EG)). Die Teilindikatoren PM10, PM2,5 und NO2 sind definiert als arithmetische Mittelwerte der jeweiligen Jahresmittelwerte. Sie kennzeichnen damit die mittlere langfristige Hintergrundbelastung dieser beiden Luftschadstoffe. Der Teilindikator Ozon ist definiert als die Anzahl 120er-Überschreitungen als 8-Stunden-Mittelwert pro Jahr mit O3-Konzentrationen größer als 120 µg/m3.
1) PM10-Immissionskonzentration:
Feinstaub (PM10) bezeichnet die Masse aller im Gesamtstaub enthaltenen Partikel, deren aerodynamischer Durchmesser kleiner als 10 µm ist. Die Messung der PM10-Konzentration erfolgt gemäß der 39. BImSchV (Umsetzung der Richtlinie (EU) 2024/2881 in deutsches Recht) nach dem diskontinuierlichen Referenzmessverfahren (gravimetrische Massenbestimmung der auf einem Filter abgeschiedenen PM10-Fraktion) oder nach einem gleichwertigen Messverfahren.
2) PM2,5-Immissionskonzentration:
Feinstaub (PM2,5) bezeichnet die Masse aller im Gesamtstaub enthaltenen Partikel, deren aerodynamischer Durchmesser kleiner als 2,5 µm ist. Die Messung der PM2,5-Konzentration erfolgt gemäß der 39. BImSchV (Umsetzung der Richtlinie (EU) 2024/2881 in deutsches Recht) nach dem diskontinuierlichen Referenzmessverfahren.
3) NO2-Immissionskonzentration:
Die Messung der Stickstoffdioxid-Konzentration erfolgt gemäß der 39. BImSchV (Umsetzung der Richtlinie (EU) 2024/2881 in deutsches Recht) kontinuierlich nach dem dort festgelegten Referenzmessverfahren (Chemilumineszenz-Verfahren) an den Messstationen des Luftmessnetzes Hessen.
4) Ozonkonzentration:
Die Messung der O3-Konzentration erfolgt gemäß der 39. BImSchV (Umsetzung der Richtlinie (EU) 2024/2881 in deutsches Recht) kontinuierlich nach dem dort festgelegten Referenzmessverfahren (UV-Photometrie) an den Messstationen des Luftmessnetzes Hessen.
Datenquelle
Das Hessische Landesamt für Naturschutz, Umwelt und Geologie (HLNUG) betreibt das landesweit ausgerichtete Luftmessnetz Hessen zur gebietsbezogenen Überwachung und Beurteilung der Luftqualität. Es liefert die ermittelten Daten an das Umweltbundesamt (UBA). Das UBA stellt die Daten für diesen Indikator für alle Bundesländer zentral bereit.
[1] Dieser Indikator gehört zu einem gemeinsamen Satz von 27 umweltspezifischen Nachhaltigkeitsindikatoren (Umweltindikatoren) des Bundes und der Länder, der erstmals im Jahr 2004 von der Umweltministerkonferenz (UMK) beschlossen wurde. Die Länderinitiative Kernindikatoren (LiKi) kümmert sich um die Entwicklung, Pflege und Dokumentation dieser Indikatoren.