Luftqualität 2017 Messresultate des Nationalen Beobachtungsnetzes für Luftfremdstoffe (NABEL) - Admin.ch
←
→
Transkription von Seiteninhalten
Wenn Ihr Browser die Seite nicht korrekt rendert, bitte, lesen Sie den Inhalt der Seite unten
2018 | Umwelt-Zustand Luft Luftqualität 2017 Messresultate des Nationalen Beobachtungsnetzes für Luftfremdstoffe (NABEL)
2018 | Umwelt-Zustand Luft Luftqualität 2017 Messresultate des Nationalen Beobachtungsnetzes für Luftfremdstoffe (NABEL) Herausgegeben vom Bundesamt für Umwelt BAFU und der Eidgenössischen Materialprüfungs- und Forschungsanstalt Empa Bern, 2018
Impressum Herausgeber Bundesamt für Umwelt (BAFU) Das BAFU ist ein Amt des Eidg. Departementes für Umwelt, Verkehr, Energie und Kommunikation (UVEK). Eidgenössische Materialprüfungs- und Forschungsanstalt (Empa) Auskunfts- und Kontaktstelle Bundesamt für Umwelt Abteilung Luftreinhaltung und Chemikalien 3003 Bern Telefon 058 462 93 12 luftreinhaltung@bafu.admin.ch | www.bafu.admin.ch Zitierung BAFU (Hrsg.) 2018: Luftqualität 2017. Messresultate des Nationalen Beobachtungsnetzes für Luftfremdstoffe (NABEL). Bundesamt für Umwelt, Bern. Umwelt-Zustand Nr. 1825: 28 S. Gestaltung Cavelti AG, medien. digital und gedruckt, Gossau Titelbild NABEL-Messstation Dübendorf. © Empa PDF-Download www.bafu.admin.ch/uz-1825-d Eine gedruckte Fassung kann nicht bestellt werden. Diese Publikation ist auch in französischer Sprache verfügbar. Die Originalsprache ist Deutsch. © BAFU 2018
Inhaltsverzeichnis Abstracts5 Vorwort6 1 Luftbelastung in der Schweiz 2017 7 1.1 Vergleich mit Immissionsgrenzwerten 7 1.2 Räumliche Verteilung der Luftbelastung 8 2 Luftbelastung an den NABEL-Stationen 2017 10 2.1 Vergleich mit Immissionsgrenzwerten 10 3 Besonderheiten 2017 12 4 Entwicklung und Auswirkungen 13 4.1 Entwicklung der Luftbelastung 13 4.2 Auswirkung der Luftbelastung 14 5 Luftschadstoffe 15 5.1 Feinstaub und seine Zusammensetzung 15 5.2 Ozon 17 5.3 Stickstoffverbindungen 19 5.4 Schadstoffe im Niederschlag 20 5.5 Weitere gasförmige Luftschadstoffe 21 5.6 Treibhausgase 22 6 Ausblick 25 Anhang27
Luftqualität 2017 © BAFU 2018 5 Abstracts This report analyses the state of air quality and the extent of air pollution in Switzer- Keywords: land on the basis of data collected by the National Air Pollution Monitoring Network air pollution control, air (NABEL) and by local monitoring networks. In 2017, exceedances of the ambient air quality measurements, quality standards were partially observed for ozone, respirable fine particulates (PM10) air pollutants and temporal and nitrogen dioxide. The standards for sulphur dioxide, carbon monoxide, dust fall, and evolution, assessment of heavy metals were respected at all NABEL stations. The air quality in Switzerland has air quality significantly improved over the last 30 years. Der Bericht dokumentiert anhand von Messresultaten des Nationalen Beobachtungs- Stichwörter: netzes für Luftfremdstoffe (NABEL) und kantonaler Messungen den Zustand der Luft in Luftreinhaltung, Immissions- der Schweiz. Bei den Schadstoffen Ozon, Feinstaub (PM10) und Stickstoffdioxid wurden messungen, Luftschadstoffe im Jahr 2017 die Immissionsgrenzwerte teilweise überschritten. An den NABEL-Statio- und zeitliche Entwicklung, nen werden die Grenzwerte für Schwefeldioxid, Kohlenmonoxid, Staubniederschlag und Beurteilung der Luftqualität die Schwermetalle eingehalten. Die Entwicklung der Schadstoffkonzentrationen in den letzten 30 Jahren zeigt eine deutliche Verbesserung der Luftqualität in der Schweiz. Le présent rapport analyse l’état de l’air en Suisse, sur la base des mesures des pol- Mots-clés : luants atmosphériques enregistrées par les stations du réseau NABEL et sur la base protection de l’air, mesures des mesures cantonales. Pour 2017, la situation d’immissions peut être caractérisée d’immissions, polluants ainsi : les valeurs limites d’immission pour l’ozone, les fines particules respirables atmosphériques et évolution (PM10) et le dioxyde d’azote ont été dépassées en partie. Celles pour le dioxyde de temporelle, appréciation de soufre, le monoxyde de carbone, les retombées de poussières et les métaux lourds ont la qualité de l’air pu être respectées dans toutes les stations NABEL. La qualité de l’air s’est nettement améliorée ces 30 dernières années en Suisse. Sulla base dei risultati di misurazioni effettuate dalla Rete nazionale d’osservazione Parole chiave: degli inquinanti atmosferici (NABEL) e dai Cantoni, il presente rapporto documenta lo lotta contro l’inquinamento stato dell’aria in Svizzera. Per quanto concerne gli inquinanti atmosferici, nel 2017 sono atmosferico, misurazione stati in parte superati i valori limite d’immissione di ozono, polveri fini (PM10) e diossido delle immissioni, inquinati di azoto. Presso le stazioni NABEL i valori limite del biossido di zolfo, del monossido di atmosferici e evoluzione carbonio, della precipitazione di polveri e dei metalli pesanti sono stati rispettati. L’evo- temporale, valutazione della luzione delle concentrazioni di inquinanti negli ultimi 30 anni mostra un netto migliora- qualità dell’aria mento della qualità dell’aria in Svizzera.
Luftqualität 2017 © BAFU 2018 6 Vorwort Am 11. April 2018 hat der Bundesrat die Änderung der Luftreinhalte-Verordnung geneh- migt mit Verschärfungen von Emissionsgrenzwerten und der Festlegung eines Immiss ionsgrenzwertes für Feinstaub mit einem Durchmesser von weniger als 2,5 Mikrometern (PM2,5). Der Grenzwert von 10 µg/m3 für das Jahresmittel entspricht den Empfehlungen der Weltgesundheitsorganisation und ergänzt die bestehenden Grenzwerte für PM10. Im Nationalen Beobachtungsnetz für Luftfremdstoffe (NABEL) wird PM2,5 bereits seit 1998 an ausgewählten Standorten gemessen. Diese Messungen dokumentieren die Entwick- lung der Belastung durch PM2,5 über die letzten 20 Jahre und sind Grundlage für eine Beurteilung der gesundheitlichen Auswirkungen von PM2,5 in der Schweiz. An mehreren Standorten des NABEL werden neben den Schadstoffen mit einem Immis- sionsgrenzwert auch Grössen wie Partikelanzahl, Russ und flüchtige organische Ver- bindungen gemessen, um die Wirksamkeit von Massnahmen zur Emissionsminderung zu verfolgen und den Stand der Belastung durch diese Schadstoffe zu erheben. Die Messungen belegen den Erfolg der bisherigen Luftreinhaltepolitik von Bund, Kan- tonen und Gemeinden. Die Qualität der Luft ist seit 1985 deutlich besser geworden. Die Mehrzahl der Grenzwerte zum Schutz der Gesundheit und der Umwelt werden heu- te eingehalten. Trotzdem ist das gesetzlich verankerte Ziel einer sauberen Luft noch nicht erreicht. Es ist dabei insbesondere an die gesundheitlichen Risiken durch zu hohe Belastung mit Ozon, Feinstaub, Stickstoffdioxid und kanzerogenen Luftschadstoffen, aber auch an die zu hohen Stickstoffeinträge in empfindliche Ökosysteme zu denken. Die Fortführung einer konsequenten Luftreinhaltepolitik ist unabdingbar, um auch die verbleibenden übermässigen Immissionen nachhaltig zu beseitigen. Dazu sind Massnahmen zur Verminderung der Schadstoffemissionen nötig. Insbesonde- re der Ausstoss von Stickoxiden, Ammoniak, flüchtigen organischen Verbindungen, lun- gengängigem Feinstaub sowie krebserregenden Stoffen (z. B. Dieselruss, Benzo(a)pyren aus Holzverbrennung oder Benzol) muss noch weiter gesenkt werden. Die technischen Möglichkeiten zur Emissionsminderung sollen bei allen Quellen ausgeschöpft werden. Denn schliesslich geht es um unser wichtigstes Lebensmittel: die Luft. Ein Mensch atmet pro Tag nämlich etwa 15 000 Liter oder umgerechnet gut 15 Kilogramm Luft ein. Grund genug, sich auch in Zukunft für eine saubere und gesunde Luft einzusetzen. Martin Schiess Leiter der Abteilung Luftreinhaltung und Chemikalien Bundesamt für Umwelt (BAFU)
Luftqualität 2017 © BAFU 2018 7
1 Luftbelastung in der Schweiz 2017
Die Luftqualität in der Schweiz wird durch lufthygieni- ges Problem in der Schweiz. So wurde 2017 der Immis
sche Messungen des Bundes, der Kantone und einiger sionsgrenzwert für die Zinkdeposition nur an zwei Stand-
Städte ermittelt. Die Daten all dieser Messstationen orten in der Nähe eines metallverarbeitenden Betriebs
können zur Beurteilung der Luftqualität herangezogen überschritten. Die Immissionsgrenzwerte von Feinstaub
werden um einen gesamtschweizerischen Überblick zur (PM10), Stickstoffdioxid und Ozon hingegen werden an
Luftbelastung zu erhalten. vielen Standorten überschritten und diese Schadstof-
fe stellen in der ganzen Schweiz ein lufthygienisches
1.1 Vergleich mit Immissionsgrenzwerten Problem dar. Abb. 1 zeigt die Schadstoffkonzentratio-
nen dieser drei Schadstoffe, wie sie an den Schweizer
Die Luftqualität in der Schweiz wird anhand der Im Messstationen von Bund, Kantonen und Städten gemes-
missionsgrenzwerte der Luftreinhalte-Verordnung beur- sen wurden, im Vergleich zu den Immissionsgrenzwer-
teilt. Die Immissionsgrenzwerte für die Jahresmittel von ten. Beim Stickstoffdioxid ist an vielen Standorten der
Schwefeldioxid, Staubniederschlag, Schwermetallen im Jahresmittelgrenzwert überschritten, während nur ver-
Feinstaub und Schwermetalldeposition sowie auch für einzelte Überschreitungen des Tagesmittelgrenzwertes
das Tagesmittel von Kohlenmonoxid sind an fast allen auftreten. Beim Feinstaub hingegen wird der Tagesmit-
Standorten in der Schweiz eingehalten oder sogar deut- telgrenzwert an vielen Standorten überschritten, wäh-
lich unterschritten. Einzelne hohe Belastungen durch rend der Jahresmittelwert an den meisten Standorten
diese Schadstoffe treten noch in unmittelbarer Nähe von eingehalten ist. Die Grenzwerte für Ozon werden an fast
grossen Industrieanlagen auf, sind aber kein grossflächi- allen Standorten überschritten.
Abbildung 1: Vergleich der gemessenen Luftbelastung mit den Immissionsgrenzwerten für das Jahr 2017
Quotient aus der im Jahr 2017 gemessenen Konzentration und dem jeweiligen Immissionsgrenzwert für Luftschadstoffe. Verwendet wurden Daten
der Messstationen von Bund, Kantonen und Städten. Bei Tagesmittel- und Stundenmittelgrenzwerten ist eine Überschreitung pro Jahr erlaubt.
Deshalb wurde der zweithöchste Messwert zum Vergleich mit dem Grenzwert benutzt. Schadstoffe: Stickstoffdioxid (NO2 ), Ozon (O3 ), Feinstaub
(PM10). Kenngrössen: Perzentilwerte der Halbstundenmittel (P95, P98), Stundenmittel (1 h), Tagesmittel (24 h) und Jahresmittelwerte (1 y).
Messwert/Grenzwert Grenzwert
3,5
3
2,5
2
1,5
1
0,5
0
NO 2 (1y) NO 2 (P95) NO 2 (24h) O 3 (P98) O 3 (1h) PM10 (1y) PM10 (24h)Luftqualität 2017 © BAFU 2018 8
1.2 Räumliche Verteilung der Luftbelastung des ozonreichsten Sommermonats, für welchen ein Grenz
wert von 100 µg/m3 festgelegt ist. Er gibt an, welcher
Aus den gemessenen Schadstoffkonzentrationen und aus Ozonwert während 15 Stunden eines Monats überschrit-
modellierten Schadstoffkarten kann die räumliche Vertei- ten wird. Dieser Grenzwert wird im überwiegenden Teil
lung der Luftschadstoffe interpoliert werden. der Schweiz deutlich überschritten. Entlang von Strassen
werden zum Teil niedrigere Ozonwerte gemessen, da
Stickstoffdioxid das in grossen Mengen vorkommende Stickstoffmono-
Abb. 2 zeigt die räumliche Verteilung der Jahresmittel xid das Ozon abbaut und dabei in Stickstoffdioxid um-
2017 von Stickstoffdioxid. Wegen der Mittelung über ein- gewandelt wird. Die Stadtzentrums-Stationen mit den
zelne Zellen des Modellgitters können Spitzenwerte nahe niedrigsten Ozonwerten sind aus diesem Grund gleich-
bei Emissionsquellen, wie stark befahrenen Strassen, zeitig diejenigen Stationen mit den höchsten Stickstoff
nicht dargestellt werden. Die Grenzwerte für den Schad- dioxidkonzentrationen.
stoff Stickstoffdioxid werden in den Stadtzentren noch
überschritten. In den vorstädtischen Gebieten liegen die Stickstoffverbindungen
Konzentrationen von Stickstoffdioxid abseits der Haupt- Neben den Immissionsgrenzwerten der Luftreinhalte-Ver-
verkehrsstrassen in der Regel unter dem Grenzwert. Im ordnung müssen in der Schweiz auch die kritischen Ein-
ländlichen Raum werden die Immissionsgrenzwerte für tragsraten (Critical Loads) von Stickstoff in empfindliche
Stickstoffdioxid, mit Ausnahme von Korridoren entlang Ökosysteme eingehalten werden. Die Parteien zur Genfer
der Autobahnen, eingehalten. Konvention über die weiträumige grenzüberschreitende
Luftverunreinigung der UNECE (United Nations Econo-
Feinstaub mic Commission for Europe) haben solche Critical Loads
Abb. 3 zeigt die räumliche Verteilung der Jahresmittel festgelegt, um Versauerung und Eutrophierung zu ver-
2017 von Feinstaub (PM10). Die Konzentration von lun- meiden. Um die Stickstoffeinträge zu bestimmen, werden
gengängigem Feinstaub liegt in den Städten im Bereich Ammoniak und weitere Stickstoffverbindungen gemessen
des Immissionsgrenzwerts und auf dem Land deutlich und die Stickstoffdeposition modelliert. Für einen Gross-
darunter. Die höchsten Konzentrationen werden im Tessin teil der naturnahen Ökosysteme in der Schweiz ist der
gemessen. Der Stadt-Land Gegensatz ist beim PM10 Stickstoffeintrag noch zu hoch. Damit wird die Biodiver-
weniger stark ausgeprägt als beim Stickstoffdioxid. Zwei sität in diesen Gebieten gefährdet.
Ursachen sind dafür verantwortlich. Rund die Hälfte der
PM10-Belastung besteht aus sekundär gebildeten Fein
staubpartikeln (sekundären Aerosolen), die erst abseits
der Quellen aus Vorläuferschadstoffen in der Atmosphä-
re gebildet werden, was zu einer homogenen räumlichen
Verteilung führt. Solche sekundären Komponenten sind:
Sulfat aus Schwefeldioxid, Nitrat aus Stickoxiden, Am-
monium aus Ammoniak und organische Feinstaubkom-
ponenten aus flüchtigen organischen Verbindungen.
Als zweite Ursache ist der grossräumige Transport von
Feinstaub zu nennen.
Ozon
Die Belastung durch den Schadstoff Ozon liegt wäh-
rend Sommersmoglagen in der ganzen Schweiz flächen-
deckend und zum Teil erheblich über den Grenzwerten
(Abb. 4). Für die Beurteilung der Ozonbelastung dient
auch der 98-Perzentilwert der HalbstundenmittelwerteLuftqualität 2017 © BAFU 2018 9 Abbildung 2: Karte der Jahresmittel von Stickstoffdioxid für das Jahr 2017 (Grenzwert 30 µg/m3) Abbildung 3: Karte der Jahresmittel von Feinstaub (PM10) für das Jahr 2017 (Grenzwert 20 µg/m3) Abbildung 4: Karte der höchsten monatlichen 98-Perzentilwerte von Ozon für das Jahr 2017 (Grenzwert 100 µg/m3)
Luftqualität 2017 © BAFU 2018 10
2 Luftbelastung an den NABEL-
Stationen 2017
Das Nationale Beobachtungsnetz für Luftfremdstoffe Schwermetalle gemessen werden, wie sie an einzelnen
(NABEL) misst die Luftverschmutzung an 16 Standorten kantonalen Messstationen gefunden werden.
in der Schweiz. Die Stationen messen die Belastung an
typischen Standorten wie Strassen im Stadtzentrum, An allen Stationen des NABEL werden die Ozongrenz
Wohngebiet oder ländlichen Gebieten. Eine detailliertere werte überschritten, wobei die höchsten Ozonbelastun-
Beschreibung der NABEL-Stationen findet sich im gen im Tessin, an den Stationen Lugano und Magadino,
Anhang. gemessen werden. Im Tessin wurde auch der höchste
Stundemittelwert von 213 µg/m3 registriert, während auf
2.1 Vergleich mit Immissionsgrenzwerten der Alpennordseite der Spitzenwert bei 177 µg/m3 lag.
Der Tagesmittelgrenzwert für PM10 wird an den städ-
Ein Vergleich ausgewählter NABEL-Messwerte des Jah- tischen Standorten des NABEL sowie im Tessin noch an
res 2017 mit den Immissionsgrenzwerten der Luftrein- mehreren Tagen überschritten. Die Grenzwerte für Stick-
halte-Verordnung ist in Tabelle 1 dargestellt. Wie bei stoffdioxid werden entlang von stark befahrenen städti-
der Zusammenstellung aller Schweizer Messstationen schen Strassen und Autobahnen überschritten. Die übri-
sind auch an den NABEL-Stationen die Grenzwertüber- gen Grenzwerte der Luftreinhalte-Verordnung für weitere
schreitungen von Stickstoffdioxid, Ozon, und Feinstaub Schadstoffe werden an allen NABEL Stationen eingehal-
ersichtlich. Keine der NABEL-Stationen ist in unmittel- ten. So liegen die gemessenen Werte von Schwefeldioxid,
barer Nähe einer grossen Industrieanlage platziert, so- Kohlenmonoxid und Schwermetallen deutlich unter den
dass keine hohen Belastungen durch Schwefeldioxid oder Immissionsgrenzwerten.Luftqualität 2017 © BAFU 2018 11
Tabelle 1: Messwerte an den NABEL-Stationen für das Jahr 2017
Schadstoffe: Schwefeldioxid (SO2 ), Stickstoffdioxid (NO2 ), Ozon (O3 ), Feinstaub (PM10 und PM2,5).
Statistische Kenngrössen: Jahresmittelwert (JMW), Anzahl Tagesmittel über dem Immissionsgrenzwert (d>IGW), Anzahl Stundenmittel über dem
Immissionsgrenzwert (h>IGW), maximales monatliches 98-Perzentil der Halbstundenmittel (P98).
Fett markiert sind Überschreitungen der Immissionsgrenzwerte.
* Seit dem 1. Juni 2018 in Kraft.
Standorttyp Station SO2 NO2 NO2 O3 O3 PM10 PM10 PM2,5
JMW JMW d>IGW P98 h>IGW JMW d>IGW JMW
µg/m3 µg/m3 µg/m3 µg/m3 µg/m3
Städtisch, verkehrsbelastet BER – 37 1 121 21 21 13 13,6
LAU – 41 0 115 11 16 5 –
Städtisch LUG 1,6 28 0 197 743 18 18 14,4
ZUE 0,9 27 1 143 208 15 7 10,1
Vorstädtisch BAS 1,3 19 0 145 217 14 5 9,2
DUE 1,0 25 1 148 225 14 5 9,5
Ländlich, Autobahn HAE 0,6 38 2 131 70 16 7 10,6
SIO – 34 8 133 106 17 3 –
Ländlich, unterhalb 1000 m MAG 1,7 20 1 184 520 18 15 14,8
PAY 0,5 13 0 142 155 12 4 8,4
TAE – 11 0 150 229 11 3 –
LAE – 9,3 0 150 268 – – –
BRM – 8,0 0 148 314 9,8 0 –
Ländlich, oberhalb 1000 m CHA – 5,1 0 145 336 6,4 0 –
RIG 0,3 5,3 0 150 351 6,6 0 4,7
DAV – 3,2 0 112 1 2,0 0 –
Hochgebirge JUN 0,06 0,2 0 113 11 2,7 0 –
Immissionsgrenzwert 30 30 1 100 1 20 1 (3*) 10*Luftqualität 2017 © BAFU 2018 12
3 Besonderheiten 2017
Die Messungen der Luftschadstoffe können durch Jungfraujoch sind auf einen Einfluss vulkanischer Emis-
kurzfristige lokale Emissionen stark beeinflusst werden. sionen zurückzuführen, die durch den Ausbruch des Ätna
Dies hat aber meist keinen Einfluss auf die mittlere auf Sizilien im März 2017 verursacht wurden. Dies zeigen
Belastung übers Jahr und auch nicht auf die Änderun- sowohl die Simulation der Herkunft der Luftmassen, die
gen der Luftbelastung über Jahrzehnte, welche mass während dieser Zeit zum Jungfraujoch transportiert wur-
geblich durch die dauerhafte Änderung der Emissionen den, als auch die Analyse der chemischen Zusammen-
bedingt ist. setzung des Feinstaubes. Am 25. und 26. März wurden
im Feinstaub auf dem Jungfraujoch erhöhte Konzentra
Auf dem Jungfraujoch befindet sich im Observatorium tionen von Metallen der seltenen Erden (z. B. Cer, Neodym
Sphinx der Internationalen Stiftung Hochalpine For- und Lanthan) gemessen (Abb. 6). Diese Elemente sind für
schungsstationen Jungfraujoch und Gornergrat auch eine Vulkanasche typisch.
Messstation des NABEL. Wegen der besonderen Lage
auf 3580 m über Meer, fernab von grossen Schadstoff- Abbildung 6: Konzentrationen von seltenen Erden im PM10 auf dem
quellen, kann dort die Belastung der freien Troposphäre Jungfraujoch
mit Schadstoffen und Klimagasen gemessen werden. Die Zwei Tage mit Vulkaneinfluss (25. und 26. März 2017) und zwei Tage
Messungen des NABEL sind deshalb auch Teil des «Glo- ohne Vulkaneinfluss (21. und 30. März 2017).
bal Atmosphere Watch» Programmes der Weltorganisa-
Konzentration in µg/m 3
tion für Meteorologie. Seit den 1970er Jahren wird auf Cer
0,4
dem Jungfraujoch Schwefeldioxid gemessen. Während Neodym
zu Beginn der Messung von Schwefeldioxid noch Jah- Lanthan
resmittel von rund 4 µg/m3 beobachtet wurden, lagen in 0,3
den letzten zehn Jahren die Jahresmittel unter 0,1 µg/m3.
Im Verlauf des März 2017 wurden für das Jungfraujoch
0,2
aussergewöhnlich hohe Konzentrationen von Schwefel
dioxid gemessen (Abb. 5). Am 25. und 26. März 2017 wur-
de ein Tagesmittel von 4,3 µg/m3 gemessen, was immer 0,1
noch weit unter dem Grenzwert von 100 µg/m3 liegt, aber
hoch ist für die sonst üblichen Konzentrationen. Diese 0,0
erhöhten Konzentrationen von Schwefeldioxid auf dem 21. März 25. März 26. März 30. März
Abbildung 5: Tagesmittel der Schwefeldioxidkonzentration an der NABEL-Station Jungfraujoch im Jahr 2017
Der Jahresverlauf der Schwefeldioxidkonzentration zeigt die hohen Konzentrationen am 25. und 26. März und am 3. April 2017.
Schwefeldioxid in µg/m 3
5
4
3
2
1
0
Jan Feb Mrz Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov DezLuftqualität 2017 © BAFU 2018 13
4 Entwicklung und Auswirkungen
An den Messstationen des NABEL wird seit mehreren nahme der Konzentrationen über die letzten Jahrzehnte
Jahrzehnten die Belastung durch Luftschadstoffe sichtbar. In der Atmosphäre durch chemische Prozesse
verfolgt. Für die meisten Schadstoffe konnte eine gebildete Substanzen wie Stickstoffdioxid und Ozon ha-
deutliche Abnahme der Belastung beobachtet werden. ben weniger stark abgenommen als ihre Vorläufersub
Da Luftschadstoffe die Gesundheit des Menschen, aber stanzen. Dies kann durch die komplexen Zusammen-
auch die Vegetation und Materialien schädigen können, hänge der Atmosphärenchemie erklärt werden. Bei Ozon
ist die Verbesserung der Luftqualität äusserst positiv sind zwar die allerhöchsten Werte zurückgegangen, nicht
zu werten. aber die mittlere Belastung. Wie Abb. 7 zeigt, haben die
Konzentrationen von Feinstaub und darin enthaltenen
4.1 Entwicklung der Luftbelastung Schwermetallen seit Ende der 1980er Jahre ebenfalls
deutlich abgenommen. Heute ist rund dreissigmal weni-
Eine Übersicht über die mittlere Veränderung der Luft- ger Blei im Feinstaub enthalten als vor dreissig Jahren.
belastung an den NABEL-Stationen seit dem Jahr 1988 Die Deposition von Staub und die Deposition von Schwer-
gibt Abb. 7. Bei allen Schadstoffen ist eine Abnahme der metallen sind ebenfalls rückläufig. Der Sulfatgehalt im
Luftbelastung sichtbar. Bei den direkt emittierten Gasen Niederschlag ging ebenfalls deutlich zurück, während
wie Schwefeldioxid, Stickoxiden, flüchtigen organischen die Abnahme der reaktiven Stickstoffverbindungen Nitrat
Verbindungen und Kohlenmonoxid ist eine markante Ab- und Ammonium deutlich geringer war.
Abbildung 7: Veränderung der Luftbelastung von 1988 bis 2017
Die Messdaten der NABEL-Stationen (ohne Davos und Jungfraujoch) mit durchgehenden Messreihen wurden gemittelt und die Abnahme durch
Anpassen eines exponentiellen Modells bestimmt. Schadstoffe: Schwefeldioxid (SO2 ), Kohlenmonoxid (CO), Stickstoffdioxid (NO2 ), Stickoxide
(NOx), flüchtige organische Verbindungen ohne Methan (NMVOC), Kohlenmonoxid (CO), Ozon (O3 ), Feinstaub (PM10), Blei im PM10 (Pb_PM10),
Cadmium im PM10 (Cd_PM10), Staubniederschlag (SN), Blei im SN (Pb_SN), Cadmium im SN (Cd_SN), Chlorid im Niederschlag (Cl –), Sulfat im
Niederschlag (SO42–), Nitrat (NO 3–) im Niederschlag, Ammonium im Niederschlag (NH4+).
Veränderung
NMVOC
Cd_PM
Pb_PM
Cd_SN
Pb_SN
Zn_SN
PM10
SO42–
NH +4
NO 2
NO–3
NO x
SO 2
CO
SN
Cl–
O3
0%
–10 %
–20 %
–30 %
–40 %
–50 %
–60 %
–70 %
–80 %
–90 %
–100 %
Gase Feinstaub Staubniederschlag Nasse DepositionLuftqualität 2017 © BAFU 2018 14
4.2 Auswirkung der Luftbelastung In einer Studie des Bundesamtes für Raumentwicklung
(Ecoplan / Infras 2014: Externe Effekte des Verkehrs
Eine hohe Luftverschmutzung ist eine nachweisliche Ur- 2010), sind die Auswirkungen der Luftverschmutzung auf
sache für Krankheiten und vorzeitige Todesfälle. Luft- die menschliche Gesundheit in der Schweiz quantifiziert
schadstoffe können beim Menschen auch in den in der und als volkswirtschaftliche Kosten von gut 4 Milliarden
Schweiz üblichen Konzentrationen sowohl akute wie auch Franken bewertet worden.
chronische Wirkungen hervorrufen. Je nach Schadstoff
sind einzelne Organe stärker betroffen: so die Atemwe- Die schweizerischen Studien SAPALDIA und SCARPOL
ge durch Feinstaub PM10, Stickstoffdioxid, Ozon und haben gezeigt, dass sich die Gesundheit von Erwachse-
Schwefeldioxid; das Herz-Kreislaufsystem durch die fei- nen und Kindern rasch verbessert, wenn der Schadstoff-
neren Partikel PM2,5, ultrafeine Partikel, Stickstoffdioxid gehalt der Luft abnimmt. Massnahmen zur Verbesserung
und Kohlenmonoxid; Nervensystem, Blut und Niere durch der Luftqualität haben also einen messbaren positiven
Blei; die Niere auch durch Cadmium. Einfluss auf die Gesundheit der Bevölkerung.
PM10, PM2,5 und auch Russ haben sich als gute Indi- Die sommerliche Ozonbelastung führt periodisch zu
katoren für das gesundheitlich relevante Schadstoffge- sichtbaren Schäden hauptsächlich an den Blättern von
misch erwiesen. Je feiner die Partikel, desto tiefer können Laubbäumen, Sträuchern und Kulturpflanzen. Eine an-
sie in die Lunge eindringen, das Reinigungssystem der haltende Dauerbelastung durch Ozon kann das Wachs-
Lunge schädigen und zu entzündlichen Reaktionen füh- tum und die Vitalität empfindlicher Pflanzenarten beein-
ren. Studien aus der USA zeigen, dass die Reduktion der trächtigen. Dabei treten nachweislich Ertragseinbussen
Feinstaubbelastung (PM2,5) in den 80er- und 90er-Jah- an landwirtschaftlichen Kulturen auf. Die Ernteausfäl-
ren zu rund 15 % der beobachteten Erhöhung der Lebens- le liegen in der Schweiz je nach Region und Kultur bei
erwartung beigetragen haben könnte. 5 – 15 %. Waldbäume müssen durch die Luftverschmut-
zung mit einem zusätzlichen, anthropogen verursachten
Stickstoffdioxid führt zu Entzündungserscheinungen in Stress fertig werden. Die Luftverschmutzung ist ein wich-
den Atemwegen und verstärkt die Reizwirkung von Aller- tiger Faktor, der zur Schwächung und zur Destabilisie-
genen. Nimmt kurzfristig die Stickstoffdioxid-Belastung rung des Ökosystems Wald führt. Neben den beobachte-
der Aussenluft zu, werden in dieser Zeit die Sterbefälle ten direkten Wirkungen gasförmiger Luftschadstoffe, vor
und Spitaleintritte wegen Atemwegserkrankungen häufi- allem Ozon, beeinflussen die Einträge von versauernden
ger und es treten mehr Herzrhythmusstörungen auf. und stickstoffhaltigen Luftschadstoffen in den Waldbo-
den das Ökosystem Wald auf vielfältige Weise negativ
Beim Ozon stehen akute Wirkungen im Vordergrund. Es und stellen mittelfristig ein erhebliches Risiko dar. Er-
sind dies – je nach Konzentration und Dauer der Belastung höhte Stickstoffeinträge beeinträchtigen auch naturnahe
– Reizungen von Augen, Nase, Hals und tieferen Atemwe- Ökosysteme wie artenreiche Naturwiesen und Trocken
gen, Enge und Druck auf der Brust sowie Husten. Ferner rasen, alpine Heiden sowie Hoch- und Flachmoore.
werden die Lungenfunktion und die körperliche Leistungs-
fähigkeit herabgesetzt und die Sterblichkeit erhöht. Gebäudeschäden werden vor allem durch Säuren (aus
Stickstoffdioxid und Schwefeldioxid), aber auch durch
Dieselrusspartikel, Benzol, polyzyklische aromatische Ammoniak verursacht, die gasförmig, mit Staubpartikeln
Kohlenwasserstoffe (PAK) sowie Cadmium und Asbest oder mit dem Regen transportiert werden. Russ führt zu
zählen zu den krebserregenden Luftschadstoffen. Die- einer Verschmutzung von Oberflächen. Organische Ma-
se sind für den Menschen bereits in kleinsten Mengen terialien wie Farbstoffe, Lacke, Gummi, Kunststoffe oder
schädlich – eine unschädliche Schwellenkonzentration Textilfasern können durch Photooxidantien wie Ozon an-
gibt es nicht. In Städten und Ballungsgebieten tragen gegriffen, ausgebleicht und zerstört werden. Durch die
Dieselrusspartikel am meisten zum luftschadstoffbe- Luftverschmutzung werden zudem Kulturdenkmäler un-
dingten Krebsrisiko bei. wiederbringlich zerstört.Luftqualität 2017 © BAFU 2018 15
5 Luftschadstoffe
5.1 Feinstaub und seine Zusammensetzung Feinstaub besteht aus primären, direkt als Teilchen emit-
tierten Anteilen und aus sekundären Bestandteilen, welche
Feinstaub: PM10 und PM2,5 sich erst in der Luft durch chemische und physikalische
Partikelförmige Schadstoffe in der Atmosphäre kommen Prozesse aus gasförmigen Vorläufersubstanzen bilden.
in sehr unterschiedlicher Grösse vor. TSP bezeichnet
den gesamten luftgetragenen Staub, PM10 die Partikel In der Abb. 8 sind die aus den TSP-Werten berechneten
kleiner als 10 Mikrometer und PM2,5 die Partikel kleiner PM10-Jahresmittelwerte (vor 1997) zusammen mit den
als 2,5 Mikrometer. Aus lufthygienischer Sicht interes- gemessenen PM10-Werten (ab 1997) dargestellt. Seit
siert insbesondere der lungengängige Feinstaub, dane- 1991 ist die PM10-Belastung zurückgegangen. Dieser
ben wird aber auch der grobkörnige Sedimentstaub als Rückgang ist einerseits auf die Reduktion der sekundären
Staubniederschlag gemessen. Die Zusammensetzung Partikel (insbesondere Sulfat) und andererseits auf die
der Stäube ist sehr variabel. Sie können zahlreiche anor- Reduktion der primären Partikelemission zurückzuführen.
ganische (z. B. Schwermetalle, Sulfat, Nitrat) und organi- Seit dem Jahr 2000 hat die PM10-Belastung weiter ab-
sche Verbindungen (z. B. polyzyklische aromatische Koh- genommen, mit Ausnahme der Jahre 2003 und 2006, wo
lenwasserstoffe) enthalten. Zu den Stäuben zählen auch häufige Inversionslagen auf der Alpennordseite zu einer
Russpartikel, die vorwiegend aus Kohlenstoff bestehen. erhöhten PM10-Belastung im Winter führten.
Als Ursache für die Staubbelastung in der Atmosphäre In Abb. 9 sind die an den NABEL-Standorten gemessenen
kommen sowohl motorisierter Verkehr, Feuerungen und PM2,5 Jahresmittelwerte dargestellt. Seit 1998 hat die
Industrie, wie auch natürliche Quellen (z. B. Blütenstaub, Belastung durch PM2,5 um 40 – 50 % abgenommen und
vom Boden aufgewirbelter Staub) in Frage. Feinste schwe- liegt heute in den Siedlungen bei 9 – 14 µg/m3. Abb. 10
befähige Staubpartikel, einschliesslich des lungengän- zeigt den Anteil von PM2,5 am PM10. An den meisten
gigen Anteils, werden als Feinstaub (PM10) gemessen. Standorten im Mittelland liegt dieser bei rund 75 %. In
Abbildung 8: Jahresmittel von Feinstaub (PM10)
Die an den einzelnen Stationen des NABEL gemessenen Konzentrationen sind in Gruppen mit ähnlicher Luftbelastung zusammengefasst. Die
Werte vor 1997 wurden aus TSP-Messungen berechnet.
Feinstaub PM10 in µg/m 3 Grenzwert Land, Nord
Stadt, Verkehr Land, Süd
60
Stadt, Nord Vorstadt
Stadt, Süd Voralpen
50
40
30
20
10
0
1986 1988 1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008 2010 2012 2014 2016Luftqualität 2017 © BAFU 2018 16
einer städtischen Strassenschlucht mit hohem Verkehrs für die menschliche Gesundheit eingestuft werden unter
aufkommen ist der PM2,5 Anteil geringer, da dort viele anderem Schwermetalle (siehe Kap. 10) und gewisse
gröbere Partikel aus Abrieb und Aufwirbelung zur Fein polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe wie das
staubbelastung beitragen. Benzo(a)pyren.
Bestandteile von PM10 Russ
Feinstaub, wie er in der Aussenluft über der Schweiz ge- Mikroskopisch kleine Russpartikel dringen tief in die Lunge
messen wird, besteht aus einer Vielzahl unterschiedli- ein und können zu Atemwegserkrankungen, Herz-Kreis-
cher chemischer Komponenten. Als besonders gefährlich laufstörungen und einem erhöhten Krebsrisiko führen. Um
Abbildung 9: Jahresmittel von Feinstaub (PM2,5)
Feinstaub PM2,5 in µg/m 3 WHO-Wert Land, Nord
30 Stadt, Verkehr Land, Süd
Stadt, Nord Vorstadt
Stadt, Süd Voralpen
25
20
15
10
5
0
1998 2000 2002 2004 2006 2008 2010 2012 2014 2016
Abbildung 10: Konzentrationen von PM2,5 und grober Fraktion im Jahr 2017
An neun NABEL-Stationen wird auch die Feinstaubfraktion PM2,5 gemessen. Weitere Angaben zu den einzelnen Stationen finden sich in
Tabelle 2 im Anhang.
Feinstaub in µg/m 3 PM2,5 grobe Fraktion (PM10–PM2,5)
25
20
15
10
5
0
BER LUG ZUE BAS DUE HAE MAG PAY RIGLuftqualität 2017 © BAFU 2018 17
das Gesundheitsrisiko für die Bevölkerung genauer be- Ebenso sind die Immissionsgrenzwerte für die Gesamt-
stimmen zu können, ist es notwendig, eine Übersicht über deposition der Schwermetalle an NABEL-Standorten
die Russbelastung zu erstellen. Abb. 11 zeigt die Entwick- seit Jahren eingehalten. In der unmittelbaren Nähe von
lung der Russbelastung über die letzten Jahre. Entlang metallverarbeitenden Anlagen können aber immer noch
von stark befahrenen Strassen ist die Russbelastung erhöhte Schwermetalldepositionen auftreten.
deutlich grösser als im städtischen oder vorstädtischen
Hintergrund. Dort bildet der Russ auch einen wesentlich
grösseren Anteil (rund 12 %) an der Massenkonzentration 5.2 Ozon
PM2,5 als an den anderen Standorten, wo der Anteil rund
6 % beträgt. Ozon, ein farbloses Gas von etwas stechendem Geruch
und geringer Löslichkeit in Wasser, ist eines der wichtigs-
Benzo(a)pyren ten Spurengase in der Erdatmosphäre. In der Diskussion
Im NABEL-Messnetz hat die Konzentration von Benzo(a)- um die Umweltveränderungen durch den Menschen wird
pyren seit Messbeginn im Jahr 2006 abgenommen. An es im Zusammenhang mit drei verschiedenen Umweltpro-
allen untersuchten NABEL-Standorten lag die Belastung blemen erwähnt:
in den letzten Jahren unter dem europäischen Zielwert
von 1 ng/m3. Die höchsten Konzentrationen von Benzo(a) Unter dem Stichwort «Ozonloch» wird der Abbau der
pyren wurden im ländlichen Gebiet der Alpensüdseite in Ozonschicht in den höheren Schichten der Atmosphäre
Magadino-Cadenazzo mit 0,36 ng/m³ gemessen. Noch (Stratosphäre 10 – 50 km über der Erdoberfläche) disku-
höhere Konzentrationen wurden an kantonalen Mess tiert. Diese Ozonschicht schützt den Menschen und die
stationen in Dörfern mit vielen Holzheizungen gemessen. Ökosysteme vor zu intensiver UV-Strahlung.
Schwermetallgehalt Ein ganz anderes Problem sind die während des Sommers
Der Schwermetallgehalt im Feinstaub PM10 liegt an al- auftretenden übermässigen Konzentrationen von boden-
len NABEL-Standorten unter dem Immissionsgrenzwert. nahem Ozon. Das bodennahe Ozon ist unerwünscht, da
Abb. 12 zeigt die Entwicklung des Bleigehalts im Fein es wegen seiner Aggressivität und Giftigkeit den Men-
staub. Seitdem kein Blei mehr dem Benzin zugefügt wird, schen und die Umwelt direkt schädigen kann. Das an
hat die Konzentration von Blei im Feinstaub deutlich ab- thropogene Ozon in der Grundschicht der Atmosphäre
genommen und liegt heute weit unter dem Grenzwert. entstammt nicht direkten Schadstoffquellen. Es wird erst
Abbildung 11: Jahresmittel von Russ (EC)
EC in µg/m 3
3,5
Stadt, Verkehr Land, Nord
Stadt, Nord Land, Süd
3,0
Stadt, Süd Vorstadt
2,5 Autobahn Voralpen
2,0
1,5
1,0
0,5
0,0
2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017Luftqualität 2017 © BAFU 2018 18
in der Atmosphäre durch photochemische Reaktionen aus Ozon ist eines der stärksten Oxidationsmittel und eines
Stickoxiden und flüchtigen organischen Verbindungen der stärksten Reizgase überhaupt. Aus dieser Eigen-
gebildet. Die hohen Konzentrationen von bodennahem schaft resultiert eine hohe Aggressivität gegen mensch-
Ozon werden deshalb vor allem durch die anthropogenen liche, tierische und pflanzliche Gewebe sowie Materia-
Emissionen von Stickoxiden und flüchtigen organischen lien. Es greift beim Menschen vor allem Atemwege und
Verbindungen verursacht. Lungengewebe an.
Ozon absorbiert neben UV-Strahlung auch Infrarotstrah- Abb. 13 zeigt die Entwicklung der Ozonbelastung anhand
lung und wirkt deshalb in der Stratosphäre und in der des maximalen monatlichen 98-Perzentilwertes. An den
Troposphäre als klimarelevantes Spurengas mit relativ meisten Stationen hat dieser Wert abgenommen mit
kurzer Lebensdauer. Ausnahme von direkt verkehrsbeeinflussten Standorten.
Abbildung 12: Jahresmittel von Blei im PM10
Blei im PM10 in µg/m 3
0,5
Grenzwert Land, Nord
Stadt, Verkehr Land, Süd
0,4
Stadt, Nord Vorstadt
Stadt, Süd Voralpen
0,3
0,2
0,1
0,0
1988 1990 1992 1994 1996 1998 2002 2004 2006 2008 2010 2012 2014 2016
Abbildung 13: Maximales monatliches 98-Perzentil der Halbstundenmittel von Ozon
Ozon maximales 98-Perzentil in µg/m3
250
200
150
100
Grenzwert Stadt, Nord Land, Nord Vorstadt
Stadt, Verkehr Stadt, Süd Land, Süd Voralpen
50
1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008 2010 2012 2014 2016Luftqualität 2017 © BAFU 2018 19
Dort wurde früher mehr Stickstoffmonoxid emittiert, wel- relativ rasch in das giftigere Stickstoffdioxid umgewan-
ches Ozon abgebaut hat. Ozon zeigt einen typischen Jah- delt wird.
resgang, der sich grundlegend von den meisten anderen
Schadstoffen unterscheidet. Im Sommer werden bedeu- Für die negativen Auswirkungen auf Mensch und Umwelt
tend höhere Konzentrationen gemessen als im Winter. Die ist insbesondere das Stickstoffdioxid verantwortlich. Es
Darstellung der monatlichen 98-Perzentilwerte (Abb. 14) begünstigt zusammen mit anderen Reizgasen Atem-
zeigt, dass die höchsten Werte im Sommer auftreten, da wegserkrankungen, wobei Kinder speziell betroffen sind.
starke Sonneneinstrahlung die Ozonbildung begünstigt. Darüber hinaus sind die Stickoxide wichtige Vorläufer-
substanzen für die Bildung von bodennahem Ozon und
von sauren Niederschlägen. Zusammen mit Ammoniak
5.3 Stickstoffverbindungen tragen sie auch zur Überdüngung von Ökosystemen bei.
Die aus lufthygienischer Sicht wichtigsten Stickstoff-Ver- Stickstoffdioxid
bindungen in der Atmosphäre sind die beiden Verbindun- Die Entwicklung der Belastung durch Stickstoffdioxid ist
gen Stickstoffmonoxid und Stickstoffdioxid. Die Summe in Abb. 15 gezeigt. An allen Standorten hat die Konzen
beider Substanzen wird als Stickoxide bezeichnet. Stick- tration von Stickstoffdioxid in den letzten Jahrzehnten
stoffmonoxid ist ein farb- und geruchloses Gas. Stick- abgenommen. Ausser an stark verkehrsbelasteten Stand-
stoffdioxid ist ein rötlich-braunes, in höheren Konzentra- orten wird der Jahresgrenzwert überall eingehalten.
tionen stechend riechendes Reizgas. Aus den Stickoxiden
bildet sich auch Nitrat, welches zur Feinstaubbelastung Ammoniak
beiträgt. Ammoniak stammt zum grössten Teil aus der Tierhaltung
der Landwirtschaft und wird an drei NABEL-Stationen
Die Stickoxid-Emissionen entstehen beim Verbrennen gemessen. Die Belastung durch Ammoniak ist an allen
fossiler Brenn- und Treibstoffe, insbesondere bei hohen drei Standorten hoch (Abb. 16) im Vergleich zu den im
Verbrennungstemperaturen, aus dem atmosphärischen Rahmen der Konvention über weiträumige grenzüber-
Stickstoff und Sauerstoff, sowie bei der Verbrennung schreitende Luftverunreinigung empfohlenen kritischen
von Biomasse aus dem darin enthaltenen Stickstoff. Die Konzentrationen (Jahresmittel, je nach Vegetationstyp 1
Stickoxide werden zu einem grossen Teil als Stickstoff- bis 3 µg/m³ Ammoniak). Die ausgeprägten Spitzen treten
monoxid emittiert, welches in der Folge in der Atmosphäre während Perioden mit Gülleausbringung auf.
Abbildung 14: Monatliche 98-Perzentilwerte der Halbstundenmittel von Ozon im Jahr 2017
Ozon, monatliches 98-Perzentil in µg/m 3
250
200
150
100
50
Grenzwert Stadt, Nord Land, Nord Vorstadt
Stadt, Verkehr Stadt, Süd Land, Süd Voralpen
0
Jan Feb Mrz Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov DezLuftqualität 2017 © BAFU 2018 20
5.4 Schadstoffe im Niederschlag Deposition von Gasen) und Interzeption (Trägheitsab-
scheidung von Nebeltröpfchen und Partikeln an Pflan-
Die in die Atmosphäre emittierten primären Schadstoffe zenoberflächen) zum Boden. Die relative Bedeutung der
wie auch die durch Umwandlung in der Atmosphäre ent- verschiedenen Depositionsprozesse ist von vielen Fak-
standenen sekundären Schadstoffe werden durch ver- toren abhängig, von der betrachteten Komponente, von
schiedene Eliminationsprozesse wieder aus der Atmos meteorologischen, atmosphärenchemischen und topo
phäre entfernt. Ein wichtiger Eliminationsprozess ist die graphischen Faktoren sowie der Oberflächenbeschaf-
nasse Deposition. Schadstoffe gelangen jedoch auch fenheit (z. B. Pflanzenbewuchs). Die Analyse des Regen-
durch trockene Deposition (Sedimentation von Partikeln, wassers gibt Aufschluss über einen Teil des Eintrags an
Abbildung 15: Jahresmittel von Stickstoffdioxid
Stickstoffdioxid in µg/m 3
80 Grenzwert Land, Nord
Stadt, Verkehr Land, Süd
70
Stadt, Nord Vorstadt
Stadt, Süd Voralpen
60
50
40
30
20
10
0
1986 1988 1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008 2010 2012 2014 2016
Abbildung 16: Tagesmittel von Ammoniak im Jahr 2017
Ammoniak wird an drei ländlichen NABEL-Standorten kontinuierlich gemessen.
Ammoniak in µg/m 3
50
Magadino Tänikon Payerne
45
40
35
30
25
20
15
10
5
0
Jan Feb Mrz Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov DezLuftqualität 2017 © BAFU 2018 21
Schadstoffen, die von der Atmosphäre in den Boden und im Niederschlag haben in den letzten Jahrzehnten nur
in die Gewässer gelangen. Dabei spielen einerseits der di- wenig abgenommen (Abb. 19 und 20).
rekte und indirekte Säureeintrag für die Versauerung und
andererseits der Stickstoffeintrag für die Eutrophierung
empfindlicher Ökosysteme eine besonders wichtige Rolle. 5.5 Weitere gasförmige Luftschadstoffe
Der pH-Wert ist ein Mass für die Wasserstoffionen-Kon- Schwefeldioxid
zentration (H+) und gibt an, wie sauer der Regen ist. Je Schwefeldioxid ist ein farbloses, in höheren Konzentra
tiefer der Wert, desto saurer ist der Regen. Der pH-Wert tionen stechend riechendes, gut wasserlösliches Reizgas.
ergibt sich durch das Zusammenwirken der vom Regen Es entsteht vor allem beim Verbrennen schwefelhaltiger
aufgenommenen säurebildenden und basischen Ver- Brenn- und Treibstoffe. Das Maximum der Schwefel
bindungen. In den letzten Jahrzehnten hat der pH-Wert dioxidemissionen wurde 1980 erreicht. Die Emissionen
deutlich zugenommen und der Niederschlag ist heute we- sind seither auf weniger als ein Sechstel des damaligen
niger sauer als in den 1980er Jahren (Abb. 17). Dies ist Maximalwertes zurückgegangen. Es ist eine wichtige Vor-
wesentlich durch den Rückgang der Sulfatfracht bedingt läufersubstanz für die Bildung von sauren Niederschlä-
(Abb. 18), welcher den starken Rückgang der Schwefel- gen, da aus Schwefeldioxid in der Atmosphäre Sulfat ge-
dioxidbelastung wiederspiegelt. Die Jahresfrachten von bildet werden kann. Die Konzentration von Schwefeldioxid
reaktivem Stickstoff in der Form von Nitrat und Ammonium hat in den letzten Jahrzehnten deutlich abgenommen
Abbildung 17: Säuregehalt von Niederschlag (pH-Wert) Abbildung 18: Jahresfracht von Sulfat im Niederschlag
pH-Wert Jahresfracht von Sulfat in mgS/m2 Chaumont
7 1600 Dübendorf
1400 Payerne
6
1200 Magadino
5 Rigi-Seebodenalp
1000
4
Chaumont 800
3 Dübendorf 600
2 Payerne 400
1 Magadino 200
Rigi-Seebodenalp
0 0
1985 1990 1995 2000 2005 2010 2015 1985 1990 1995 2000 2005 2010 2015
Abbildung 19: Jahresfracht von Nitrat im Niederschlag Abbildung 20: Jahresfracht von Ammonium im Niederschlag
Jahresfracht von Nitrat in mgN/m2 Jahresfracht von Ammonium in mgN/m2
1400 1800
Chaumont Chaumont
1200 1600
Dübendorf Dübendorf
1400
1000 Payerne Payerne
1200
800 Magadino Magadino
1000
Rigi-Seebodenalp Rigi-Seebodenalp
600 800
600
400
400
200
200
0 0
1985 1990 1995 2000 2005 2010 2015 1985 1990 1995 2000 2005 2010 2015Luftqualität 2017 © BAFU 2018 22
(Abb. 21), dies hauptsächlich durch die Reduktion des bildungspotenzial der einzelnen VOC variiert sehr stark,
Schwefelgehaltes in Brenn- und Treibstoffen. wobei die betrachtete Zeitskala eine wesentliche Rolle
spielt. Verantwortlich für das Auftreten von relativ kurz-
Kohlenmonoxid fristigen Ozonspitzenwerten in der näheren Umgebung
Kohlenmonoxid ist ein farb- und geruchloses Gas, das der Emissionsquellen sind in erster Linie die hochreakti-
bei praktisch allen Verbrennungsprozessen, insbesonde- ven VOC. Die schwach reaktiven VOC tragen dagegen zur
re bei unvollständiger Verbrennung, entsteht. Das Ma- Erhöhung der grossräumigen Ozon-Grundbelastung bei.
ximum der Kohlenmonoxid Emissionen wurde Mitte der Die Konzentrationen der flüchtigen Kohlenwasserstoffe
70er-Jahre erreicht. Seither haben sich die Emissionen haben seit Ende der 1980er Jahre deutlich abgenom-
auf weniger als ein Drittel reduziert. men (Abb. 22). Verschiedene VOC haben krebserregende
Eigenschaften (z. B. Benzol), andere sind toxisch, wobei
Kohlenmonoxid ist – anders als Schwefeldioxid, Stick- die Toxizität der einzelnen VOC sehr stark variiert. Die
stoffdioxid und Ozon – kein Reizgas. Es verdrängt jedoch aromatischen Verbindungen Benzol, Toluol, Ethylben-
den Sauerstoff aus seiner Bindung mit dem roten Blut- zol und Xylol kommen im Motorenbenzin vor. Benzol ist
farbstoff Hämoglobin und vermindert dadurch die Sauer insbesondere wegen seiner krebserzeugenden Wirkung
stoff-Transportkapazität des Blutes. Kohlenmonoxid ist in der Atemluft unerwünscht. Die an mehreren Standor-
deshalb für den Menschen und die warmblütigen Tiere ten gemessenen Benzolkonzentrationen haben ebenfalls
ein Atemgift. Die Belastung durch Kohlenmonoxid konn- abgenommen und liegen heute im Jahresmittel zwischen
te durch Verbesserung der Verbrennungsvorgänge und 0,2 und 0,8 µg/m3 und damit weit unter dem Richtwert der
durch Abgasnachbehandlung stark reduziert werden. EU von 5 µg/m3.
Der Tagesgrenzwert von 8 mg/m3 wird heute an allen
NABEL-Standorten eingehalten, liegen doch alle gemes-
senen Tagesmittel unter 1,2 mg/m3. 5.6 Treibhausgase
Flüchtige organische Verbindungen VOC In der Forschungsstation Jungfraujoch werden durch das
Die Gruppe der flüchtigen organischen Verbindungen NABEL auch Treibhausgase gemessen. Aufgrund der
(sog. «VOC» = «volatile organic compounds») umfasst Lage von 3580 m über Meer wird dort meist die europä-
eine Vielzahl von Substanzen, die alle das Element Koh- ische Hintergrundkonzentration von Spurengasen beob-
lenstoff enthalten. Die flüchtigen organischen Verbin- achtet. An einzelnen Tagen gelangt auch Luft aus tie-
dungen sind zusammen mit den Stickoxiden wichtige feren Lagen aufs Jungfraujoch, was die Schätzung von
Vorläufersubstanzen für die Ozonbildung. Das Ozon schweizerischen und europäischen Emissionen erlaubt.
Abbildung 21: Jahresmittel von Schwefeldioxid Abbildung 22: Jahresmittel von flüchtigen organischen Verbindungen
ohne Methan (NMVOC)
Grenzwert Land, Nord
Schwefeldioxid in µg/m 3 Stadt, Verkehr Land, Süd NMVOC in µg/m 3 Methanäquivalent
Stadt, Nord Vorstadt
50 250
Stadt, Süd Voralpen Stadt, Süd
40 200 Stadt, Nord
Vorstadt
30 150
100
20
50
10
0
0
1985 1990 1995 2000 2005 2010 2015 1985 1990 1995 2000 2005 2010 2015Luftqualität 2017 © BAFU 2018 23
Die am stärksten zu anthropogenen Klimaveränderungen Andere Verbindungen, die im NABEL gemessen werden,
beitragenden Treibhausgase sind Kohlendioxid, Methan haben ebenfalls eine Bedeutung im Rahmen von Klima-
und Lachgas. Wegen der Langlebigkeit dieser Gase wird beeinflussung, z. B. Russ, Ozon oder Sulfat.
die auf dem Jungfraujoch gemessene Konzentration von
Emissionen der ganzen Nordhemisphäre beeinflusst. Auf dem Jungfraujoch werden auch halogenierte Ver-
Abb. 23 zeigt die Monatsmittel von Kohlendioxid und bindungen gemessen, die ebenfalls als Treibhausga-
Lachgas seit Messbeginn, Abb. 24 die Monatsmittel von se wirken. Die beiden in Abb. 25 gezeigten Substanzen
Methan. Die Konzentrationen aller drei Treibhausgase F11 und Trichlorethan enthalten Chloratome und tragen
sind in den letzten Jahren angestiegen. Der beobachtete zum Abbau der schützenden Ozonschicht in der oberen
Anstieg stimmt mit dem Verhalten an anderen Hinter- Atmosphäre bei. Deshalb sind sie durch das Montrea-
grundstationen der Nordhemisphäre überein. ler Protokoll in Produktion und Anwendung weltweit ein-
geschränkt worden. Das in Schaumstoffen und Sprays
Die Konzentration von Kohlendioxid (CO2) weist einen eingesetzte F11 (CCl3F) hat eine lange Lebensdauer und
ausgeprägten Jahresgang auf, welcher im Wesentlichen verbleibt jahrzehntelang in der Atmosphäre. Deshalb hat
die Aufnahme von Kohlendioxid durch die Vegetation im die Hintergrundkonzentration seit dem Jahr 2000 wenig
Sommerhalbjahr wiederspiegelt. Die Konzentration von abgenommen. Es werden keine ausgeprägten Konzent-
Lachgas (Distickstoffmonoxid, N2O) hat seit dem Mess- rationsspitzen gemessen, was darauf hindeutet, dass in
beginn im Jahre 2005 über drei Prozent zugenommen. Europa keine Quellen von F11 vorhanden sind. Das als
Lachgas wird aus stark gedüngten Böden und bei Ver- Lösungsmittel verwendete 1,1,1-Trichlorethan (CH3CCl3)
brennungsvorgängen freigesetzt. Methan (CH4 ) ist der ist gemäss dem Montrealer Protokoll ebenfalls in Produk-
Hauptbestandteil von Erdgas und wird bei der Nutzung tion und Anwendung eingeschränkt. Wegen seiner kürze-
von Lagerstätten fossiler Energieträger freigesetzt. Eine ren Lebenszeit in der Atmosphäre ist bereits ein deutli-
wichtige Quelle ist auch die Landwirtschaft, insbeson- cher Rückgang der Konzentration seit dem Jahr 2000 zu
dere die Tierhaltung. Der Methangehalt der Atmosphäre beobachten.
steigt weiterhin an. Methan ist nicht nur ein Treibhaus-
gas, sondern trägt auch wesentlich zur Ozonbildung in Die Substanz F134a (CH2FCF3) wird als Kühlmittel für Kli-
den oberen Schichten der Troposphäre bei. maanlagen in Autos und für die Schäumung von Kunst-
stoffen (z. B. für Isoliermaterialien) eingesetzt. Sie darf
Abbildung 23: Monatsmittel von Kohlendioxid und Lachgas auf dem Jungfraujoch
Kohlendioxid in ppm Lachgas in ppb
410 336
405 332
400 328
395 324
390 320
385 316
Lachgas Kohlendioxid
380 312
Jan 05 Jan 06 Jan 07 Jan 08 Jan 09 Jan 10 Jan 11 Jan 12 Jan 13 Jan 14 Jan 15 Jan 16 Jan 17Luftqualität 2017 © BAFU 2018 24
gemäss internationalen Abkommen produziert und ver-
wendet werden, muss aber in den Treibhausgasstatisti-
ken gemäss dem Kyoto-Protokoll berücksichtigt werden.
F134a ersetzt andere, mittlerweile verbotene Substanzen
und zeigt einen deutlichen Anstieg in der Konzentrati-
on der Hintergrundluft (Abb. 25). Wenn Luft aus tieferen
Lagen aus der Schweiz oder aus dem Ausland auf das
Jungfraujoch hochsteigt, sind wesentlich erhöhte Kon-
zentrationen von F134a zu beobachten.
Abbildung 24: Monatsmittel von Methan auf dem Jungfraujoch
Methan in ppm
1,94
Methan
1,92
1,90
1,88
1,86
1,84
1,82
1,80
Jan 06 Jan 07 Jan 08 Jan 09 Jan 10 Jan 11 Jan 12 Jan 13 Jan 14 Jan 15 Jan 16 Jan 17
Abbildung 25: Tagesmittel von halogenierten Verbindungen auf dem Jungfraujoch
Die erlaubten Substanzen wie F134a zeigen einen Anstieg der Konzentration auf dem Jungfraujoch, die Konzentrationen der verbotenen
Substanzen wie F11 und Trichlorethan nehmen ab.
Substanzen F134a und F11 in ppt Trichlorethan in ppt
300 60
F134a F11 Trichlorethan
250 50
200 40
150 30
100 20
50 10
0 0
2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017Luftqualität 2017 © BAFU 2018 25 6 Ausblick Die Luftbelastung in der Schweiz konnte seit Mitte der Protokoll) des UNECE-Übereinkommens über weiträumi- 1980er Jahre deutlich verringert werden. Dies ist das ge grenzüberschreitende Luftverunreinigung dar. Dieses Ergebnis von emissionsmindernden Massnahmen in der legt für die 31 Unterzeichnerstaaten des Göteborger Pro- Schweiz und anderen Ländern Europas. Durch strengere tokolls in Europa und Nordamerika nationale Emissions- Emissionsvorschriften bei stationären Anlagen und Fahr- ziele für Stickoxide, Schwefeldioxid, Ammoniak, flüchtige zeugen sowie auch durch ökonomische Anreize (z. B. die organische Verbindungen und Feinstaub für 2020 fest. Lenkungsabgaben für VOC oder schwefelhaltige Brenn- stoffe) konnte der Ausstoss von vielen Luftschadstoffen Die Messresultate des Nationalen Beobachtungsnetzes verringert werden. Parallel zu den Emissionsreduktionen für Luftfremdstoffe (NABEL) belegen den Erfolg der bis- sanken die Konzentrationen von Schadstoffen in der At- herigen Luftreinhaltepolitik von Bund, Kantonen und Ge- mosphäre (Abb. 26 bis 29). Die Abnahme der im NABEL meinden. Der vorliegende, jährlich erscheinende Bericht gemessenen Konzentrationen bestätigt die Abnahme mit seiner Beurteilung der Luftbelastung ist ein wichtiger der Emissionen. Die Emissionen von primärem Feins- Bestandteil der Erfolgskontrolle und zeigt die Notwendig- taub haben allerdings weniger stark abgenommen als die keit weiterer Luftreinhalte-Massnahmen klar auf. gemessenen Konzentrationen von PM10 (Abb. 29). Dies zeigt, dass ein wesentlicher Teil der Abnahme durch die Reduktion von gasförmigen Vorläufern des sekundären Feinstaubanteils verursacht wird. Grosse Erfolge konnten bei den Luftschadstoffen Schwe- feldioxid, Kohlenmonoxid und bei Schwermetallen wie Blei, Cadmium oder Zink erreicht werden. Für diese Schadstoffe liegen die gemessenen Konzentrationen in aller Regel deutlich unter den Immissionsgrenzwerten. Für die Schadstoffe Stickstoffdioxid, Feinstaub und Ozon konnten zwar die Immissionen gesenkt werden, die ge- messenen Konzentrationen liegen aber teilweise noch über den Grenzwerten. Ebenfalls noch deutlich zu hoch sind die Stickstoff- und Säureeinträge in Ökosysteme. Das Ziel einer guten Luftqualität ist noch nicht erreicht – trotz der beachtlichen Erfolge der schweizerischen Luftreinhaltepolitik. Es sind deshalb weitere Emissions- reduktionen notwendig. Die Verbesserung der Luftqualität ist eine komplexe Auf- gabe. Sie muss in vielen Schritten erfolgen, da es keine einzelne Massnahme gibt, die die Probleme auf einen Schlag lösen könnte. Jede Massnahme, die zu einer Ver- minderung von Schadstoffemissionen führt, ist sinnvoll. Da Luftschadstoffe nicht an nationalen Grenzen halt ma- chen, sind auch internationale Anstrengungen zur Emissi- onsminderung notwendig. Einen weiteren grossen Schritt stellt das Protokoll zur Bekämpfung der Versauerung, der Eutrophierung und des bodennahen Ozons (Göteborger
Sie können auch lesen
