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Luftschadstoffe


Stickoxide: Stickstoffmonoxid / Stickstoffdioxid

Stickstoffmonoxid und Stickstoffdioxid entstehen als Folgeprodukte bei Verbrennungsprozessen:

  • entweder aus den Luftkomponenten Stickstoff und Sauerstoff, die bei hohen Temperaturen miteinander reagieren,
  • oder durch die Verbrennung von organischen Stickstoffverbindungen, die in fossilen Brennstoffen enthalten sind.

Zunächst entsteht das instabile Stickstoffmonoxid, das sich innerhalb kurzer Zeit (Sekunden bis Minuten) mit Luftsauerstoff zum stabileren Stickstoffdioxid verbindet und großräumig ausbreitet.

Die Stickoxid-Emissionen aus Kraftwerken gingen in den vergangenen Jahren durch Einführung der Rauchgasreinigung und Änderung der Verbrennungsprozesse stark zurück. Inzwischen ist der Kfz-Verkehr der Hauptverursacher der Stickstoffdioxidbelastung in der Umwelt. So ist Stickstoffdioxid inzwischen eine Leitsubstanz für verkehrsbedingte Luftverunreinigungen. Im Nürnberger Stadtgebiet liegt die jährliche Durchschnittsbelastung zwischen 30 und 50 µg / m³

Immissionsgrenzwert

Nach 39. Verordnung zum Bundesimmissionsschutzgesetz vom 25.01.2010

SchutzobjektZeitbezugGrenzwert
menschliche GesundheitMittelwert über
eine Stunde
200 µg / m³
darf höchstens 18mal im Jahr überschritten werden
menschliche GesundheitMittelwert über
ein Kalenderjahr
40 µg / m³
menschliche GesundheitMittelwert über eine Stunde. Bei Überschreitung an drei aufeinander400 µg / m³
Alarmschwelle
folgenden Stunden
VegetationMittelwert über
ein Kalenderjahr
20 µg / m³

Schwefeldioxid

Schwefeldioxid entsteht hauptsächlich bei der Verbrennung von schwefelhaltigen Energieträgern wie Kohle, Heizöl und Dieselkraftstoff. Kritisch war früher die Belastung bei austauscharmen Wetterlagen während der Wintermonate (sogenannte Smog-Wetterlagen). Die Schwefeldioxid-Konzentration in der Außenluft konnte durch technische Maßnahmen (z.B. Rauchgasentschwefelung), durch andere Brennstoffe (z.B. Erdgas statt Kohle, schwefelarmes Heizöl) und durch den Ausbau des Fernwärmenetzes drastisch reduziert werden. Lag im Jahr 1969 der Jahresmittelwert in der Nürnberger Innenstadt noch bei etwa 100 µg / m³, so werden seit Ende der 1990er Jahre stetig Werte unter 5 µg / m³ gemessen. Da diese Werte deutlich unter den festgelegten Grenzwerten liegen und auch in Zukunft keine steigende Belastung zu erwarten ist, hat die Umweltanalytik Nürnberg die Schwefeldioxid-Messungen im Nürnberger Stadtgebiet seit Mitte 2011 eingestellt.

Immissionsgrenzwert

Nach 39. Verordnung zum Bundesimmissionsschutzgesetz vom 25.01.2010

SchutzobjektZeitbezugGrenzwert
menschliche GesundheitMittelwert über
eine Stunde
350 µg / m³
darf höchstens 25mal im Jahr überschritten werden
menschliche GesundheitMittelwert über
einen Tag
125 µg / m³
darf höchstens 3mal im Jahr überschritten werden
ÖkosystemeMittelwert über
ein Kalenderjahr
UND
20 µg / m³
Mittelwert im Winterhalbjahr Oktober bis April
allgemeinMittelwert über
eine Stunde.
500 µg / m³
Alarmschwelle
Bei Überschreitung an drei aufeinander folgenden Stunden

Kohlenmonoxid

Kohlenmonoxid entsteht bei der unvollständigen Verbrennung organischer Verbindungen, zum Beispiel bei fossilen Brennstoffen. Seine Hauptquellen sind der Kraftfahrzeugverkehr und Gebäudeheizungen. Seit den 1980er Jahren ist die Konzentration von Kohlenmonoxid erheblich zurückgegangen. Ursache für diese erfreuliche Entwicklung ist der technische Fortschritt bei Kraftfahrzeug-Motoren und Heizungsanlagen. Im Nürnberger Stadtgebiet liegt die jährliche Durchschnittsbelastung zwischen 0,1 und 1,0 mg / m³, abhängig vom Standort.

Immissionsgrenzwert

Nach 39. Verordnung zum Bundesimmissionsschutzgesetz vom 25.01.2010

SchutzobjektZeitbezugGrenzwert
menschliche
Gesundheit
Mittelwert über
8 Stunden,
gleitend pro Kalendertag
10 mg / m³

Ozon

Ozon gehört zu den Schadstoffen, die sowohl eine kurzfristige und nach Ende der Belastung wieder nachlassende (akute), als auch eine langfristige (krebserzeugende) Wirkung haben. Außerdem konnten Schädigungen der Erbsubstanz durch Ozon nachgewiesen werden.

Die akuten Symptome reichen von Augenreizungen, Reizung der Atemwege bis zu Kopfschmerzen, Atembeschwerden und einer Zunahme der Asthmaanfälle. Bei empfindlichen Personen konnten schon nach einer mehrstündigen Exposition bei einer Konzentration zwischen 120 und 160 µg / m³ Reizungen des Lungengewebes festgestellt werden. Eine Abnahme der physischen Leistungsfähigkeit ist im Konzentrationsbereich zwischen 240 und 300 µg / m³ zu beobachten. Bei extremen Belastungen (über 1.000 µg / m³) kann es zu Beeinträchtigungen der Lungenfunktion kommen, die nicht mehr heilbar sind.

Hohe Ozonkonzentrationen in bodennahen Luftschichten, die weit über der natürlichen Hintergrundbelastung von ca. 40 - 60 µg / m³ liegen, können bei lang anhaltenden, austauscharmen Wetterlagen entstehen. Bei intensiver Sonneneinstrahlung tragen Vorläufer-Substanzen wie Stickoxide, Kohlenwasserstoffe und weitere, meist verkehrsbedingte Luftschadstoffe zur Ozonbildung bei. Einige dieser Schadstoffe reagieren wiederum bevorzugt mit Ozon, so dass es in Ballungsgebieten und in der Nähe von verkehrsreichen Straßen meist wieder zu einem raschen Abbau des Ozons kommt. Hohe Konzentrationen findet man deshalb oft im Umland der Städte und in ländlichen Reinluftgebieten. In Nürnberg werden die höchsten Ozonkonzentrationen meistens an der Messstation am Flugfeld in Stadtrandlage gemessen. Sie liegen bei maximal 200 bis 250 µg / m³.

An Tagen mit hoher Ozonbelastung sollten Personen, die empfindlich auf Luftschadstoffe reagieren, auf körperlich belastende Tätigkeiten und sportliche Ausdauerleistungen (z.B. Joggen) verzichten.

Telefonischer Ansagedienst zur Ozonbelastung

Ansagedienst der Umweltanalytik zur Ozonbelastung:
Telefon: 0911 / 2 31-20 50

Zielwert ab 01.01.2010

Nach 39. Verordnung zum Bundesimmissionsschutzgesetz vom 25.01.2010

SchutzobjektZeitbezugZielwert
menschliche Gesundheithöchster 8-Stunden-Mittelwert pro Tag120 µg / m³
darf höchstens an 25 Tagen im Jahr überschritten werden.
Mittelwert d. Überschreitungen aus 3 Jahren (laufendes Jahr, zwei Vorjahre)
VegetationAOT 40 *, wird errechnet durch Addition aller
1-Stunden-Mittelwerte,
18.000 µg / m³h
Mittelwertbildung der Summen über 5 Jahre
die über 80 µg / m³ (=40 ppb) liegen, von Mai bis Juli(laufendes Jahr + 4 Vorjahre)
* "accumulated over threshold"

Langfristige Ziele

Nach 39. Verordnung zum Bundesimmissionsschutzgesetz vom 25.01.2010

SchutzobjektZeitbezugZielwert
menschliche Gesundheithöchster 8-Stunden-Mittelwert pro Tag120 µg / m³
ohne Überschreitungen
VegetationAOT 40 *, wird errechnet durch Addition aller 1-Stunden-Mittelwerte,6.000 µg / m³h
die über 80 µg / m³ (=40 ppb) liegen, von Mai bis Juli
* "accumulated over threshold"

Informations- und Schwellenwerte

Nach 39. Verordnung zum Bundesimmissionsschutzgesetz vom 25.01.2010

SchutzobjektZeitbezugAktionSchwellenwert
menschliche GesundheitMittelwert über
eine Stunde
Information der Öffentlichkeit180 µg / m³
menschliche GesundheitMittelwert über
eine Stunde
Auslösung des Alarmsystems240 µg / m³

Feinstaub

Die in der Luft verteilten festen Teilchen werden je nach Durchmesser in Grobstaub, der meist nach kurzer Verweilzeit als Staubniederschlag auf den Boden sinkt, und Schwebstaub mit einer Verweilzeit in der Atmosphäre von bis zu 14 Tagen unterschieden. Besondere Bedeutung wegen ihrer geringen Größe und der damit verbundenen Lungengängigkeit haben die als PM10 und die als PM2,5 bezeichneten Feinstaubfraktionen mit Durchmessern kleiner 10 µm bzw. kleiner 2,5 µm.

Stäube werden durch natürliche und durch anthropogene Prozesse (Industrie, Transport- und Verladevorgänge oder aus Verbrennungsanlagen) in die Luft eingetragen, wobei in städtischen Ballungsgebieten der Straßenverkehr als dominierende Quelle anzusehen ist. Auch Kleinfeuerungsanlagen tragen zur Feinstaub-Belastung bei. Natürliche Quellen für Feinstaub sind beispielsweise Pollen, durch Wind aufgewirbelte Erdpartikel und Vulkanstaub. Die verkehrsbedingte PM10- und PM2,5- Belastung setzt sich in erster Linie aus Ruß, Abrieb von Reifen, Kupplungs- und Bremsbelägen sowie aus Aufwirbelungen zusammen.

Das Gesundheitsrisiko durch Staub in der Atemluft ist umso größer, je kleiner die Staubpartikel sind. Partikel mit einem Durchmesser von mehr als 10 µm kommen in den Atemwegen kaum weiter als bis zum Kehlkopf, kleinere Partikel erreichen die Bronchien und Lungenbläschen. Ultrafeine Staubteilchen mit weniger als 0,1 µm Durchmesser können über die Lungenbläschen die Blutbahn erreichen und sich somit im Körper verteilen.

Die gesundheitlichen Auswirkungen reichen von Reizungen und Entzündungen in den Atemwegen über erhöhte Empfindlichkeit bei Asthmatikern bis hin zur Zunahme der Sterblichkeit durch Atemwegs- und Herz-Kreislauf-Krankheiten. Staubpartikel können zudem stark giftige, teilweise krebserregende Bestandteile wie Schwermetalle, Asbest oder bei Dieselruß polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe enthalten.

Die Feinstaubbelastung ist in Nürnberg seit Beginn der 1970er Jahre von über 50 µg / m³ auf Werte von 10 bis 30 µg / m³ zurückgegangen.

Immissionsgrenzwert für Partikel PM 10

Nach 39. Verordnung zum Bundesimmissionsschutzgesetz vom 25.01.2010

SchutzobjektZeitbezugGrenzwert
menschliche GesundheitMittelwert über
einen Tag
50 µg / m³
darf höchstens 35mal im Jahr überschritten werden
menschliche GesundheitMittelwert über
ein Kalenderjahr
40 µg / m³

Immissionsgrenzwert für Partikel PM 2,5

Nach 39. Verordnung zum Bundesimmissionsschutzgesetz vom 25.01.2010

SchutzobjektZeitbezugGrenzwert
menschliche GesundheitMittelwert über
ein Kalenderjahr
25 µg / m³
Zielwert seit 2010
Grenzwert ab 2015
menschliche GesundheitMittelwert über
ein Kalenderjahr
20 µg / m³
Grenzwert ab 2020

Benzol

Benzol ist ein Bestandteil des Mineralöls und wird in erster Linie durch den Kraftfahrzeugverkehr freigesetzt. Dabei spielt sowohl die Verdampfung aus Treibstofftanks, als auch die Freisetzung mit den Abgasen eine Rolle. Auch bei anderen Verbrennungsprozessen entsteht Benzol, es werden weltweit 400 000 t pro Jahr in die Atmosphäre emittiert. Benzol kann zu Schädigungen des blutbildenden Systems führen und Krebs auslösen (Leukämie).

Heute werden in verkehrsreichen Gebieten, so auch im Nürnberger Stadtgebiet, Benzol-Konzentrationen von ca. 2 bis 4 µg/m³ im Jahresmittel beobachtet.

Die Senkung der Benzolbelastung ist ein erklärtes Ziel des Immissionsschutzes. Auf europäischer Ebene ist dazu eine Senkung des Benzolgehaltes von Otto-Treibstoffen von bisher maximal 5 Prozent auf 1 Prozent beschlossen worden.

Immissionsgrenzwert

Nach 39. Verordnung zum Bundesimmissionsschutzgesetz vom 25.01.2010

SchutzobjektZeitbezugGrenzwert
menschliche GesundheitMittelwert über
ein Kalenderjahr
5 µg / m³

Radioaktivität

Beim radioaktiven Zerfall von Materie wird ionisierende (umgangssprachlich “radioaktive“) Strahlung freigesetzt. Es gibt drei verschiedene Arten von ionisierender Strahlung:
- α-Strahlung (“alpha“-Strahlung, Helium-Atomkerne)
- β-Strahlung (“beta“-Strahlung, Elektronen)
- γ-Strahlung (“gamma“-Strahlung, entspricht der Röntgenstrahlung)

Natürliche ionisierende Strahlung ist in der Umwelt allgegenwärtig. Der Mensch ist ständig in Kontakt mit natürlichen radioaktiven Zerfallsprodukten, wobei die Exposition ("Belastung") stark von den geologischen Verhältnissen abhängt. Die Hauptquelle der natürlichen radioaktiven Belastung ist das Edelgas Radon, das in unterschiedlichen Konzentrationen in praktisch jedem geologischen Untergrund vorkommt und in die Umgebungsluft entweicht. Das Radon-222 zerfällt mit einer Halbwertszeit von 3,8 Tagen in die festen radioaktiven Zerfallsprodukte Polonium-218 und Blei-214 (u.a.), welche dann im Messgerät abgeschieden und registriert werden.

Die radioaktive Belastung der Umwelt kann durch Freisetzung künstlicher Radioaktivität aus militärischer oder ziviler Nutzung der Kernenergie erheblich erhöht werden.

Die Radioaktivität wird in Becquerel (Bq) gemessen. 1 Bq bedeutet ein radioaktiver Zerfall pro Sekunde.

Die Stadt Nürnberg betreibt seit 1997 eine Station zur Messung künstlicher und natürlicher Radioaktivität. So lassen sich zum Beispiel bei Störungen in einer kerntechnischen Anlage kurzfristig die Auswirkungen auf die Außenluft erkennen, um dann zu informieren und notwendige Maßnahmen zu ergreifen.

Bei dem verwendeten Messverfahren werden Luftinhaltsstoffe auf einem Filter gesammelt. Durch einen sogenannten Szintillationszähler werden die radioaktiven Zerfälle der α- und β-aktiven Substanzen auf dem Filter bestimmt. Die γ-Strahlung wird mit diesem Messverfahren nicht erfasst. Aus dem Verhältnis von α- zu β-aktiven Substanzen und aus der zeitlichen Veränderung der Verhältnisses lässt sich die Höhe der künstlichen und natürlichen Radioaktivität berechnen. Um auf das durch die Strahlung verursachte gesundheitliche Risiko schließen zu können, sind jedoch noch weitere Messungen und Berechnungen nötig.

Die in der Messstation gemessene natürliche Radioaktivität liegt in den allermeisten Fällen zwischen 10 und 30 Bq/m³ als Stundenmittelwerte. Die künstliche Radioaktivität liegt fast immer unter der Nachweisgrenze des Messgerätes von 0,5 Bq/m³.

Aktualisiert am 15.06.2018, 15:06 Uhr

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