Fachliche Bewertung von Luftschadstoffen
Feinstaub / PM10-Staub
Die Staubbelastung der Luft entsteht durch eine Vielzahl von Verbrennungs-, Produktions- und Verarbeitungsprozessen sowie durch luftchemische Vorgänge. Nicht zuletzt tragen aber auch natürliche Phänomene, wie Witterungsprozesse und Pollenflug zur Staubbelastung bei. Während grobkörnige Staubteilchen bereits in Quellnähe zur Erde sinken, können sich Feinpartikel um so länger in der Atmosphäre halten, je kleiner sie sind. Der Schwebstaub wird über längere Strecken verfrachtet, letztendlich aber doch abgelagert (deponiert). Da bei der Abgasreinigung grobe Partikel besonders gut abgeschieden werden, besteht der Schwebstaub heute zu über 80% aus Feinstaub.
Mit der Staubdeposition können gefährliche Inhaltsstoffe den Boden und das Grundwasser belasten sowie in die Nahrungskette gelangen. Bedeutsamer ist allerdings die Aufnahme des Schwebstaubs und seiner Inhaltsstoffe mit der Atmung. Je kleiner die Partikel sind, desto weiter können sie in die Atmungsorgane gelangen und sich dort ablagern.
Schwebstaub beinhaltet je nach Quelle eine Vielzahl chemisch und physikalisch unterschiedlicher Stoffe (z. B. mineralischen Staub, Salze, Ruß, Schwermetalle, Aromaten, Dioxine). In Abhängigkeit von den chemischen und physikalischen Eigenschaften sowie von Umfang und Dauer der Einwirkung können Stäube die Atemwegsorgane beeinträchtigen, eine erhöhte Neigung zu Infektionen verursachen oder die Lungenfunktion negativ beeinflussen. Bestimmte Stäube können auch erbgutverändernd oder krebserzeugend wirken.
Grenz-, Ziel- und Schwellenwerte zur Beurteilung der Luftqualität
PM10 | |||||
|---|---|---|---|---|---|
Mittelungszeitraum | Grenzwert | zul. Über- | Schutzziel | Vorschrift/ Richtlinie | Gültig ab |
| 24-Stunden | 50 | 35 | Schutz der menschl.Gesundheit | 39. BImSchV | 01.01.2005 |
| Kalenderjahr | 40 | Schutz der menschl.Gesundheit | 39. BImSchV | 01.01.2005 | |
PM2,5 | |||||
Mittelungszeitraum | Grenzwert | zul. Über- | Schutzziel | Vorschrift/ Richtlinie | Gültig ab |
| Kalenderjahr | 25 | Schutz der menschl.Gesundheit | 39. BImSchV | bis 2010 Zielwert, ab 2015 Grenzwert | |
| Kalenderjahr | 20 | Schutz der menschl.Gesundheit | 39. BImSchV | Indikator für weitere nationale Reduzierung bis zum 01.01.2020 | |
39. BImSchV: Neununddreißigste Verordnung zur Durchführung des Bundes-Immissionsschutzgesetzes (Verordnung über Luftqualitätsstandards und Emissionshöchstmengen) vom 02. August 2010 (BGBl. Jahrgang 2010 Teil I Nr. 40) Dimension: 1 µg/m³ = 1 millionstel Gramm pro Kubikmeter Luft | |||||
Videotext:
Aktuelle Daten zur Feinstaub-Konzentrationen finden Sie auch im SWR-Fernsehtext auf Seite 182.
Ruß
Ruß entsteht bei vielen Verbrennungsprozessen, bei denen die Verbrennung nicht vollständig abläuft. Dies ist insbesondere bei Dieselmotoren der Fall. Rußpartikel haben sich im Tierversuch als krebserzeugend erwiesen. Um Gefahren für die menschliche Gesundheit zu vermeiden, müssen die Ruß-Emissionen minimiert werden.
Der Rußgehalt der Luft geht überwiegend auf die Kraftfahrzeug-Emissionen zurück. Die Abgasnormen für Diesel-Pkw und Lkw enthalten deshalb auch Grenzwerte für die Partikelemissionen.
Grenz-, Ziel- und Schwellenwerte zur Beurteilung der Luftqualität
Mittelungszeitraum | Grenzwert | Vorschrift/ Richtlinie |
|---|---|---|
Jahresmittel | 8 | 23.BImSchV |
Dimension: 1 µg/m³ = 1 millionstel Gramm pro Kubikmeter Luft | ||
Ozon (O3)
Ozon unterscheidet sich von den andern Luftschadstoffen dadurch, dass es nicht unmittelbar als solches von Anlagen emittiert wird, sondern aus Vorläufern, nämlich Stickoxiden und organischen Gasen und Dämpfen in einem komplexen photochemischen Prozess unter Einwirkung des Sonnenlichts entsteht. Im Gegensatz zu diesem bodennahen Bildungsmechanismus entsteht Ozon in der Stratosphäre durch energiereiche UV-Strahlung direkt aus Sauerstoff.
Ozon ist mit einem Anteil von 70-80% die Hauptkomponente des als "Sommersmog" bezeichneten Photooxidantiengemisches. Wegen des Einflusses der Witterung zeigt die Ozonkonzentration ausgeprägte Tages- und Jahresgänge. Die höchsten Konzentrationen werden in den Nachmittagsstunden während ausgeprägter sommerlicher Schönwetterperioden erreicht. In ländlichen Zonen und Waldgebieten werden im Jahresmittel höhere Konzentrationen als in Städten gemessen.
Ozon reizt die Atemwege. Es ist kaum wasserlöslich und kann deshalb bis in die Lungenbläschen vordringen. Ozon kann die Lungenfunktion beeinträchtigen. Die Ozondosis hängt ab von der Konzentration und der eingeatmeten Luftmenge. Da das Atemvolumen bei körperlicher Anstrengung stark ansteigt, sollten bei Ozonwetterlagen deshalb ungewohnte körperliche, auch sportliche Anstrengungen unterbleiben.
Die Symptome bilden sich bei abnehmender Ozonbelastung im Regelfall wieder zurück. Chronische Schädigungen der Lunge sind bei den in Mitteleuropa derzeit auftretenden Ozonkonzentrationen nach bisherigen Erkenntnissen nicht zu erwarten.
Grenz-, Ziel- und Schwellenwerte zur Beurteilung der Luftqualität
Mittelungszeitraum | Grenzwert µg/m³ | zul. Über-schreitung | Schutzziel | Vorschrift/ Richtlinie | Gültig ab |
|---|---|---|---|---|---|
1-Stunde | 180 |
| Informationsschwelle | 39. BImSchV | 09.09.2003 |
1-Stunde | 240 |
| Alarmschwelle | 39. BImSchV | 09.09.2003 |
8-Stundenmittel eines Tages 2) | 120 1) | 25 3) | Schutz der menschl.Gesundheit | 39. BImSchV | 01.01.2010 |
Mai-Juli | 18000 1) |
| Schutz der Vegetation AOT40 4) | 39. BImSchV | 01.01.2010 |
Mai-Juli | 6000 5) |
| Schutz der Vegetation AOT40 4) | 39. BImSchV | 01.01.2020 |
39. BImSchV: Neununddreißigste Verordnung zur Durchführung des Bundes-Immissionsschutzgesetzes (Verordnung über Luftqualitätsstandards und Emissionshöchstmengen) vom 02. August 2010 (BGBl. Jahrgang 2010 Teil I Nr. 40) Die Konzentrationswerte der gasförmigen Messobjekte sind auf 20 °C (293 K) und auf Normaldruck von 1013 hPA normiert. Dimension: 1 µg/m³ = 1 millionstel Gramm pro Kubikmeter Luft | |||||
Videotext:
Aktuelle Daten zur O3-Konzentrationen finden Sie auch im SWR-Fernsehtext auf Seite 181.
Stickstoffdioxid (NO2), Stickstoffoxide (NOx)
Stickstoffoxide (NOx) entstehen vorwiegend bei Verbrennungsvorgängen in Kraftwerken, Gebäudeheizungen und Kraftfahrzeugen aus dem Sauerstoff und dem Stickstoff der Luft. Die größte Menge der Stickstoffoxide kommt aus den Auspuffrohren der Autos und wird auch noch direkt im Aufenthaltsbereich der Menschen freigesetzt.
Bei der Verbrennung entsteht zunächst vorwiegend Stickstoffmonoxid (NO), das in der Atmosphäre rasch zu Stickstoffdioxid (NO2) oxidiert wird. Zusammen mit den Kohlenwasserstoffen stellen die Stickstoffoxide die Vorläufer für photochemische Oxidantien (Ozonbildung). Durch ihre weitere Umwandlung zu Salpetersäure tragen sie zur Versauerung bei. Die Überdüngung der Wälder und anderer empfindlicher Ökosysteme geht maßgeblich auf das Konto der Stickoxide und anderer Stickstoffverbindungen, wie Ammoniak.
Das Reizgas Stickstoffdioxid kann aufgrund seiner Löslichkeit bzw. Reaktion mit Wasser schon bei niedrigen Konzentrationen und normaler Atmung die Schleimhäute des Atemtraktes angreifen.
Grenz-, Ziel- und Schwellenwerte zur Beurteilung der Luftqualität
Stickstoffdioxid (NO2) | |||||
|---|---|---|---|---|---|
Mittelungs-zeitraum | Grenzwert µg/m³ | zul. Über-schreitung | Schutzziel | Vorschrift/ Richtlinie | gültig ab |
| 1-Stunde | 200 | 18 | Schutz der menschl. Gesundheit | 39. BImSchV | 01.01.2010 |
| Kalenderjahr | 40 | Schutz der menschl. Gesundheit | 39. BImSchV | 01.01.2010 | |
| 1-Stunde | 400 | 3 Stunden in Folge | Alarmschwelle | 39. BImSchV | 19.07.2001 |
Stickstoffoxide (NOx) | |||||
Mittelungs-zeitraum | Grenzwert µg/m³ | zul. Über-schreitung | Schutzziel | Vorschrift/ Richtlinie | gültig ab |
| Kalenderjahr | 30 | Schutz der Vegetation | 39. BImSchV | 19.07.2001 | |
Die Konzentrationswerte der gasförmigen Messobjekte sind auf 20 °C (293 K) und auf Normaldruck von 1013 hPa normiert. Dimension: 1 µg/m³ = 1 millionstel Gramm pro Kubikmeter Luft | |||||
Videotext:
Aktuelle Daten zur NO2-Konzentrationen finden Sie auch im SWR-Fernsehtext auf Seite 179.
Schwefeldioxid (SO2)
Schwefeldioxid (SO2) ist ein farbloses, leicht wasserlösliches, stechend riechendes Gas, das bei der Verbrennung fossiler schwefelhaltiger Energieträger, wie Kohle und Öl, entsteht. Außerdem wird Schwefeldioxid bei verschiedenen industriellen Prozessen, wie der Erzröstung, bei der Schwefelsäure- und Zellstoffproduktion sowie bei der Erdölverarbeitung emittiert.
Schwefeldioxid verursacht maßgeblich den sauren Regen und die damit zusammenhängenden Einwirkungen auf Pflanzen, Bauwerke, Boden und Gewässer. Als saures Reizgas wirkt es beim Menschen vorwiegend auf die Schleimhäute der Atemwege und der Augen. Die Wirkung kann verstärkt werden, wenn das Gas an den Staubteilchen der Luft aufoxidiert und zu Schwefelsäure umgesetzt wird.
Grenz-, Ziel- und Schwellenwerte zur Beurteilung der Luftqualität
Mittelungs-zeitraum | Grenzwert µg/m³ | zul. Überschreitung | Schutzziel | Vorschrift/ Richtlinie |
|---|---|---|---|---|
| 1-Stunde | 350 | 24 | Schutz der menschl.Gesundheit | 39. BImSchV |
| 24-Stunden | 125 | 3 | Schutz der menschl.Gesundheit | 39. BImSchV |
| Kalenderjahr | 20 | Schutz von Ökosystemen | 39. BImSchV | |
| Wintermittel | 20 | Schutz von Ökosystemen | 39. BImSchV | |
| 1-Stunde | 500 | 3 Stunden in Folge | Alarmschwelle | 39. BImSchV |
Die Konzentrationswerte der gasförmigen Messobjekte sind auf 20 °C (293 K) und auf Normaldruck von 1013 hPa normiert. Dimension: 1 µg/m³ = 1 millionstel Gramm pro Kubikmeter Luft | ||||
Videotext:
Aktuelle Daten zur SO2-Konzentrationen finden Sie auch im SWR-Fernsehtext auf Seite 180.
Kohlenmonoxid (CO)
Ein großer Teil des in der Erdatmosphäre nachweisbaren CO stammt aus dem Algenstoffwechsel aus den Weltmeeren. Die wichtigste anthropogene Quelle ist die unvollständige Verbrennung kohlenstoffhaltiger Substanz, wie Biomasse und fossile Brennstoffe (Kohle , Öl, Benzin).Kohlenmonoxid blockiert den Sauerstofftransport im Blut und ist deshalb in höheren Konzentrationen giftig. Da CO farblos, ohne Geruch und Geschmack ist, besitzt es keine Warnwirkung. Vergiftungen sind um so eher möglich, je höher die Konzentration ist und je länger die Einwirkung dauert. Gefährliche Konzentrationen können vor allem in abgeschlossenen Räumen, wie Garagen, Räumen mit Feuerstätten, Bergwerken usw. auftreten. Dagegen werden in der Außenluft nur vergleichsweise niedrige Konzentrationen erreicht, zumal CO langsam zu CO2 oxidiert wird. Erfahrungsgemäß treten die höchsten Konzentrationen in verkehrsreichen Straßen auf.
Grenz-, Ziel- und Schwellenwerte zur Beurteilung der Luftqualität
Mittelungszeitraum | Grenzwert mg/m³ | Schutzziel | Vorschrift/ Richtlinie |
|---|---|---|---|
höchster 8-Stundenmittel eines Tages 1) | 10 | Schutz der menschl.Gesundheit | 39. BImSchV |
Die Konzentrationswerte der gasförmigen Messobjekte sind auf 20 °C (293 K) und auf Normaldruck von 1013 hPa normiert. Dimension: 1 mg/m³ = 1 tausendstel Gramm pro Kubikmeter Luft | |||
Kohlenwasserstoffe ohne Methan (CnHm)
Organische Verbindungen gelangen in kaum zu überschauender Zahl und Zusammensetzung in die Atmosphäre. Um sie messtechnisch in ihrer Gesamtheit zu erfassen, wird der Summenparameter "Kohlenwasserstoffe" mithilfe geeigneter Messeinrichtungen ermittelt. Dabei ist es möglich, den einfachsten Vertreter der Kohlenwasserstoffe, das in der Atmosphäre mit etwa 1 mg/m3 auftretende Methan getrennt auszuweisen.
Die Kohlenwasserstoff-Emissionen entstehen etwa zur Hälfte bei unvollständig ablaufenden Verbrennungsvorgängen, insbesondere in Kraftfahrzeugen und Flugzeugen. Benzin, Diesel und Kerosin sind Kohlenwasserstoffgemische, die sich in ihrer Zusammensetzung nur wenig voneinander unterscheiden. Als Summenparameter (Kohlenwasserstoffe ohne Methan (CnHm)) können sie gemessen werden. Eine Unterscheidung, ob es sich um Benzin, Diesel oder Kerosin handelt ist mit der eingesetzten Messtechnik aber nicht möglich. Eine Zuordnung erhöhter Konzentrationen ist ggf. mit Kenntnis des konkreten Verkehrsaufkommens/Treibstoffablasses während des Messzeitpunktes an bzw. über der Station möglich.
Die Kraftwerke und Industriefeuerungen verursachen demgegenüber vergleichsweise geringe Emissionen. Bedeutende Emissionsquellen sind auch die Lösemittelanwendung, vor allem bei der Oberflächenbehandlung sowie der Nahrungs- und Genussmittelindustrie. Auch chemische und petrochemische Produktionsanlagen setzen Kohlenwasserstoffe frei. Nicht zuletzt entstehen Kohlenwasserstoffe auch aus natürlichen Quellen, wie Wäldern und Sümpfen.
Die organischen Emissionen umfassen eine Vielzahl von Stoffen, deren direkte Einwirkung auf die Umwelt und die Gesundheit des Menschen unterschiedlich zu beurteilen ist. Die flüchtigen organischen Verbindungen spielen eine Rolle als Vorläufer sekundärer Luftverunreinigungen, insbesondere bei der Bildung von Sommersmog.
Für die Kohlenwasserstoffe gibt es wegen des völlig unterschiedlichen Wirkpotentials der Einzelkomponenten keine vorgegebenen Grenz-, Richt- oder Leitwerte. Giftige Verbindungen, die im allgemeinen nur in geringen Mengen auftreten (z. B. Benzol), müssen daher getrennt beurteilt werden.
Beurteilungswerte:
Es können keine Beurteilungswerte angegeben werden. Der Gesamtwert kennzeichnet die Leitgröße für die Gesamtbelastung durch organische Stoffe.
Meteorologie
Die Windrichtung und Windgeschwindigkeit werden in 10 Meter Höhe gemessen, an den Stationen Hunsrück-Leisel, Westerwald-Herdorf und Westerwald-Neuhäusel in 20 Meter Höhe.
Messbereich bei der Windrichtung ist 1 bis 359 Grad:
1 Grad = Nord
90 Grad = Ost
180 Grad = Süd
270 Grad = West
Die Lufttemperatur, Luftfeuchte und Globalstrahlung werden in ca. 3,5 Meter Höhe gemessen, die Niederschlagsmenge in ca. 2,5 Meter Höhe.
Die im Immissionsmessnetz gemessenen meteorologischen Parameter sind als orientierend einzustufen. Die Anforderungen an die Qualität der Daten, die beispielsweise der Deutsche Wetterdienst vorgibt werden möglicherweise nicht erfüllt.