Im UNECE Ammoniakleitfaden sind alle Techniken zur Minderung der Ammoniakemissionen aus der Tierhaltung zusammengestellt und hinsichtlich ihrer Minderungspotenziale und Kosten bewertet. Dies gilt auch für die Maßnahme "Ansäuerung von Gülle". Jedoch fehlt eine umfassende Betrachtung der Umweltwirkungen dieser Maßnahme. Ziel des Gutachtens ist es daher, die Maßnahme "Ansäuerung von Gülle" wissenschaftlich-fachlich tiefgründiger als bisher zu analysieren. Der Schwerpunkt der Bewertung liegt auf der Wirksamkeit und Umweltverträglichkeit der Maßnahme. Jedoch werden auch anwendungstechnische und juristische Aspekte berücksichtigt. Die Ergebnisse sollen unmittelbar in den Prozess der Maßnahmenbewertung im Rahmen der UNECE CLRTAP einfließen. Vorab bereitgestellte Informationen wurden der UNECE TFRN bereits im Oktober 2018 vorgestellt. Darüber hinaus sollen die Ergebnisse des Vorhabens zur Umsetzung der europäischen NEC-Richtlinie in Deutschland, insbesondere in die Erarbeitung des Nationalen Programms zur Luftreinhaltung einfließen. Neue Erkenntnisse aus dem Gutachten sollen zudem den Prozess der TA-Luft-Anpassung unterstützen. Veröffentlicht in Texte | 148/2019.
Im UNECE Ammoniakleitfaden sind alle Techniken zur Minderung der Ammoniakemissionen aus der Tierhaltung zusammengestellt und hinsichtlich ihrer Minderungspotenziale und Kosten bewertet. Dies gilt auch für die Maßnahme "Ansäuerung von Gülle". Jedoch fehlt eine umfassende Betrachtung der Umweltwirkungen dieser Maßnahme. Ziel des Gutachtens ist es daher, die Maßnahme "Ansäuerung von Gülle" wissenschaftlich-fachlich tiefgründiger als bisher zu analysieren. Der Schwerpunkt der Bewertung liegt auf der Wirksamkeit und Umweltverträglichkeit der Maßnahme. Jedoch werden auch anwendungstechnische und juristische Aspekte berücksichtigt. Die Ergebnisse sollen unmittelbar in den Prozess der Maßnahmenbewertung im Rahmen der UNECE CLRTAP einfließen. Vorab bereitgestellte Informationen wurden der UNECE TFRN bereits im Oktober 2018 vorgestellt. Darüber hinaus sollen die Ergebnisse des Vorhabens zur Umsetzung der europäischen NEC-Richtlinie in Deutschland, insbesondere in die Erarbeitung des Nationalen Programms zur Luftreinhaltung einfließen. Neue Erkenntnisse aus dem Gutachten sollen zudem den Prozess der TA-Luft-Anpassung unterstützen. Quelle: Forschungsbericht
Überschreitung der Belastungsgrenzen für Versauerung Die versauernden Schwefel- und Stickstoffeinträge aus der Luft in Land-Ökosysteme haben in den letzten Jahren stark abgenommen. Zur Bewertung dieser Belastung stellt man ökosystemspezifische Belastungsgrenzen (Critical Loads) den aktuellen Stoffeinträgen aus der Luft gegenüber. Ammoniumstickstoffeinträge aus der Landwirtschaft sind mittlerweile die Hauptursache für Versauerung. Situation in Deutschland 2019 Der Anteil der Flächen, auf denen die kritischen Eintragsraten für Versauerung deutlich bis sehr deutlich überschritten wurden, nahm zwischen 2005 und 2019 von 58 auf 26 % ab. Die Abnahme der Belastungen spiegelt den Rückgang der Emissionen in Folge von Luftreinhaltemaßnahmen wider (siehe Abb. „Flächenanteile mit Überschreitung der Belastungsgrenzen für Versauerung“). Besonders Einträge versauernder Schwefelverbindungen haben deutlich abgenommen. Für versauernde Stickstoffeinträge ist eine so deutliche Abnahme hingegen nicht zu verzeichnen. Sie sind hauptverantwortlich für die andauernden Überschreitungen der ökologischen Belastungsgrenzen ( Critical Loads ) für Versauerung in Deutschland (siehe Karte „Überschreitung des Critical Load für Versauerung durch Schwefel- und Stickstoffeinträge im Jahr 2019“). Bis Mitte der 1990er Jahre waren die Einträge versauernder Stoffe und die Überschreitungen der ökologischen Belastungsgrenzen in verursachernahen Waldgebieten Thüringens und Sachsens am höchsten. Inzwischen werden die Extremwerte im norddeutschen Tiefland auf empfindlichen Böden als Folge hoher Einträge von Ammoniumstickstoff aus landwirtschaftlichen Quellen, vor allem aus der Intensivtierhaltung, erreicht. In diesen Regionen werden auch die ökologischen Belastungsgrenzen für Eutrophierung am stärksten überschritten. Im Rahmen eines UBA -Vorhabens zur Modellierung der Stickstoffablagerung (PINETI-4, Abschlussbericht in prep.) konnte die Entwicklung der Belastung methodisch konsistent für eine lange Zeitreihe (2000-2019) rückgerechnet werden. Flächenanteile mit Überschreitung der Belastungsgrenzen für Versauerung Quelle: Kranenburg et al. (2024) Diagramm als PDF Diagramm als Excel mit Daten Karte: Überschreitung des Critical Load für Versauerung durch Schwefel- und Stickstoffeinträge ... Quelle: Kranenburg et al. (2024) Was sind ökologische Belastungsgrenzen für Versauerung? Ökologische Belastungsgrenzen ( Critical Loads ) für Versauerung sind kritische Belastungsraten für luftgetragene Stickstoff- und Schwefeleinträge. Nach heutigem Stand des Wissens ist bei deren Einhaltung nicht mit schädlichen Wirkungen auf Struktur und Funktion eines Ökosystems zu rechnen. Betrachtet werden meist empfindliche Ökosysteme wie Wälder, Heiden, Moore und angrenzende Systeme (zum Beispiel Oberflächengewässer und Grundwasser). Ökologische Belastungsgrenzen sind somit ein Maß für die Empfindlichkeit eines Ökosystems und erlauben eine räumlich differenzierte Gegenüberstellung der Belastbarkeit eines Ökosystems mit aktuellen Luftschadstoffeinträgen. Das dadurch angezeigte Risiko bedeutet nicht, dass in dem betrachteten Jahr tatsächlich schädliche chemische Kennwerte erreicht oder biologische Wirkungen sichtbar sind. Es kann Jahrzehnte dauern, bis Ökosysteme auf Überschreitungen der ökologischen Belastungsgrenzen reagieren. Dies ist abhängig von Stoffeintragsraten, meteorologischen und anderen Randbedingungen sowie (bio)chemischen Ökosystemeigenschaften. Folgen der Versauerung Die Einträge versauernd wirkender Schwefel- und Stickstoffverbindungen aus der Luft führen bei Überschreitung der Pufferkapazität des Bodens zu einer Auswaschung basischer Kationen (Calcium, Magnesium, Kalium und Natrium) und zu Nährstoffungleichgewichten. Hierdurch verändern sie neben anderen chemischen Parametern auch die Nährstoffverfügbarkeit im Boden. Zusätzlich werden Bodenorganismen und die Bodenstruktur negativ beeinflusst. Ein lange anhaltender Säurestress führt über unausgewogene Ernährung zur Minderung der Vitalität von Pflanzen. Dies kann unter anderem zu einer Verschiebung der Artenzusammensetzung oder zu eingeschränkten Abwehrkräften gegenüber sekundären Stressfaktoren (zum Beispiel Dürre , Frost, Herbivorie) führen. Viele Ökosystemfunktionen können dann nur noch eingeschränkt erfüllt werden. Die atmosphärischen Einträge führen weiterhin zu einer weiträumigen Angleichung der Bodenverhältnisse auf einem ungünstigen, versauerten Niveau. Die Versauerung der Böden kann wiederum die Artenzusammensetzung von Pflanzengesellschaften verändern: Auf neutrale Bodenverhältnisse angewiesene Pflanzenarten und Pflanzengesellschaften werden von im sauren Milieu konkurrenzstärkeren Arten und Gesellschaften verdrängt. Da viele Tierarten auf bestimmte Pflanzenarten spezialisiert sind, wird durch die Versauerung auch die Fauna beeinflusst: indirekt (über Verschiebung der Pflanzenartenzusammensetzung) und direkt (durch das geänderte Milieu; beispielsweise können Regenwürmer in versauerten Böden mit pH unter 4 nicht mehr existieren). Strategien zur Emissionsminderung Der möglichst umfassende und langfristige Schutz der Ökosysteme vor Versauerung ist weiterhin ein wichtiges politisches Ziel. International wurden deshalb in der sogenannten neuen NEC-Richtlinie ( Richtlinie (EU) 2016/2284 vom 14.12.2016) für alle Mitgliedstaaten weitere Minderungsverpflichtungen der Emission von Schwefel- und Stickstoff (SO 2 , NH x , NO x ) vereinbart, die bis 2030 erreicht werden müssen. Für Deutschland ergeben sich folgende nationale Reduktionsziele für das Jahr 2030 und darüber hinaus im Vergleich zum Basisjahr 2005: • Ammoniak (NH 3 ): minus 29 % • Stickstoffoxide (NO x ): minus 65 % • Schwefeldioxid (SO 2 ): minus 58 % (siehe auch „Emissionen von Luftschadstoffen“ ). Konkrete nationale Maßnahmen, zur Erreichung der oben genannten Ziele werden derzeit in einem Nationalen Luftreinhalteprogramm zusammengestellt. Maßnahmen zur Minderung der negativen Auswirkungen von reaktivem Stickstoff, zu denen auch die Versauerung von Ökosystemen zählt, sind in der Veröffentlichung des Umweltbundesamtes "Stickstoff - Element mit Wirkung" enthalten. Auch das Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit ( BMU ) verfolgt den Ansatz einer nationalen Stickstoffminderungsstrategie . Weitere Informationen bietet auch das Sondergutachten des SRU "Stickstoff: Lösungen für ein drängendes Umweltproblem" . Hintergrundwissen zur Modellierung von atmosphärischen Stoffeinträgen bietet der Bericht zum Forschungsvorhaben „PINETI-4: Modelling and assessment of acidifying and eutrophying atmospheric deposition to terrestrial ecosystems“.
Regelungen und Strategien Die Luftreinhaltung hat ein klares Ziel, das im sechsten Umweltaktionsprogramm der Europäischen Gemeinschaft folgendermaßen formuliert wurde: „Erreichung einer Luftqualität, die keine erheblichen negativen Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit und die Umwelt hat und keine entsprechenden Gefahren verursacht.” Luftreinhaltestrategien Die Lösung dieses Problems ist nicht einfach, da fast alle menschlichen Aktivitäten nennenswerte Emissionen von Luftverunreinigungen verursachen und damit Luftreinhaltung zu einer komplexen und schwierigen Aufgabe machen. Einige Gründe dafür sind der gesellschaftliche Bedarf an Aktivitäten, die Emissionen in die Luft freisetzen (z. B. Güterversorgung, Energieverbrauch, Verkehr), die Vielfalt und Unterschiede der emissionsrelevanten Quellen, die Vielfalt der emittierten Luftverunreinigungen und der technische Aufwand und die Kosten der Emissionsminderungsmaßnahmen. In der Luftreinhaltung ist es schwer, das Verursacherprinzip anzuwenden. Zwischen einzelnen Emissionsquellen und der Luftqualität in ihrer Umgebung besteht oft kein eindeutiger Zusammenhang, denn Luftverunreinigungen werden in der Atmosphäre weit transportiert und chemisch umgewandelt. So tragen andere als die ursprünglich emittierten Verunreinigungen fern der Quelle zur Luftverschmutzung bei. Dieses Problem zeigt sich zum Beispiel beim Entwurf von Luftreinhalteplänen . Historische Entwicklung Luftreinhaltung als Gegenstand der Politik manifestierte sich erstmalig umfassend im 1. Umweltprogramm der Bundesregierung von 1971 durch Festlegung von Grundprinzipien der Umweltpolitik. Im Bundes-Immissionsschutzgesetz von 1974 kam es dann erstmalig zu einer systematischen Regelung, insbesondere der Emissionsbegrenzung nach dem Stand der Technik für Neuanlagen und für bestehende Anlagen in Belastungsgebieten. Die 80er Jahre waren gekennzeichnet durch umfassende Sanierungsprogramme für alle Kraftwerke und größere Industrieanlagen. In den 90er Jahre wurden die Emissionsquellen in den neuen Ländern saniert bzw. stillgelegt und durch neue Anlagen mit Emissionsminderungseinrichtungen nach dem Stand der Technik ersetzt. Darüber hinaus wurden die Instrumente des Luftqualitätsmanagements und des integrierten Umweltschutzes entwickelt. Wesentlich für die gegenwärtige Luftreinhaltepolitik ist auch, dass mit Klimaschutz und Energieeffizienzinitiativen erhebliche Beträge auch zur Luftreinhaltung geleistet werden. Im Laufe der Zeit wechselten auch die relevanten Schadstoffe. In den 1960er Jahren waren es Ruß und grober Staub (Ziel: „Blauer Himmel über der Ruhr”), in den 1970er Jahren Schwefeldioxid (Problem: saurer Regen), später sommerlicher Photosmog mit der Leitsubstanz Ozon und ab Mitte der 1990er Jahre zunehmend der Feinstaub. Aktueller Stand Heute basiert Luftreinhaltung in Deutschland im Wesentlichen auf drei Strategien: Festlegung von Luftqualitätsstandards vor allem zum Schutz und der Gefahrenabwehr, deren Einhaltung durch geeignete Instrumente (Luftreinhaltepläne, immissionsschutzrechtliche Anlagengenehmigung) sicherzustellen ist. Emissionsbegrenzende Anforderungen (für emissionsrelevante Quellen nach dem Stand der Technik bzw. bestverfügbarer Technik und in einzelnen Fällen auch Produktverbote) Festlegung von Emissionshöchstmengen (durch Begrenzungen der nationalen Emissionsfrachten für relevante Massenschadstoffe (nationale Deckelung der Emissionen aller Quellen). Da ein wesentlicher Anteil der Schadstoffbelastung durch weiträumige Transporte mit der Luft aus Nachbarländern verursacht wird, ist die Gestaltung der grenzüberschreitenden Luftreinhaltepolitik von strategischer Bedeutung für die Luftqualität in Deutschland. Luftreinhaltung berücksichtigt alle relevanten Quellen und Schadstoffe und bekämpft Luftverschmutzung von vielen Seiten, einige wichtige Instrumente sind: Qualität von Brennstoffen (z. B. Schwefelgehalt von Benzin und Heizöl) und Einsatzstoffen (z. B. lösemittelarme Lacke) Emissionsgrenzwerte nach dem Stand der Technik für einzelne Quellen (vom Motorrad bis zum Kraftwerk) Typprüfungen für kleine Quellen (PKW), Genehmigungsverfahren für große Anlagen und Straßenbauprojekte, regelmäßige Überwachung der Emissionen Flächendeckende, kontinuierliche Überwachung der Luftqualität (Immissionskonzentrationen) durch Messnetze und zunehmend durch Modellrechnungen und Satellitenbeobachtung Immissionsgrenzwerte und Regulationsmechanismen, falls die Grenzwerte überschritten werden (Luftreinhaltepläne, Aktionspläne) Thematische Strategie Clean Air for Europe (CAFE) Die thematische Strategie „Saubere Luft für Europa” der Europäischen Kommission hat es zum Programm erhoben, alle für das Thema Luftqualität relevanten Aspekte koordiniert anzugehen. Denn die oben aufgeführten einzelnen Instrumente müssen national und international aufeinander abgestimmt werden, da die Luftqualität nur durch die Summe dieser Maßnahmen deutlich verbessert werden kann. Diese Abstimmung ist ein komplexes wissenschaftliches und politisches Problem. Daher werden Simulationsmodelle verwendet, um Szenarien der künftigen Entwicklung zu untersuchen. Clean Air for Europe – Saubere Luft für Europa nennt die Europäische Kommission ihre thematische Strategie zur Bekämpfung der Luftverschmutzung. CAFE ist eine von sieben vorgesehenen thematischen Strategien des sechsten Umweltaktionsprogramms. Die anderen sechs Strategien betreffen die Bereiche Meeresumwelt, Abfallvermeidung und -recycling, nachhaltige Nutzung der Ressourcen, Böden, Pestizide und städtische Umwelt. Im Gegensatz zu bisherigen Programmen ist die Strategie Clean Air for Europe eine thematische Strategie. Während sich frühere Ansätze auf Teilaspekte wie einzelne Schadstoffe oder spezielle Arten von Emissionsquellen beschränkten, sollen in diesem Programm alle für die Erhaltung und Verbesserung der Luftqualität relevanten Faktoren berücksichtigt werden. Im März 2001 leitete die Kommission das Programm CAFE ein, in dem die bisherige Luftreinhaltepolitik der Europäischen Union auf den Prüfstand gestellt wurde. Dazu wurde eine Lenkungsgruppe eingerichtet, der Vertreter der EU-Mitgliedsstaaten, der Weltgesundheitsorganisation, verschiedener Industrieverbände und Nichtregierungsorganisationen angehören. Begleitend wurden Forschungsvorhaben in Auftrag gegeben. Im Dezember 2004 und im Januar 2005 fand auf den Internetseiten der Kommission eine Befragung der Öffentlichkeit zu Zielen und Inhalten der Strategie statt. Als Ergebnis dieser ersten Phase stellte die Kommission der Öffentlichkeit am 21. September 2005 ihre thematische Strategie zur Bekämpfung der Luftverschmutzung vor. Mit der Vorstellung der thematischen Strategie CAFE begann die Phase der Durchführung, für die ein Zeitraum von mehreren Jahren vorgesehen ist. Die Strategie wird regelmäßig überprüft, erstmals 2010. Wie die anderen thematischen Strategien des sechsten Umweltaktionsprogramms soll die Strategie zur Bekämpfung der Luftverschmutzung bis etwa 2020 umgesetzt sein. Das sechste Umweltaktionsprogramm hatte für die thematische Strategie CAFE bis zum Zeithorizont 2020 ein ambitioniertes Ziel formuliert: „Erreichung einer Luftqualität, die keine erheblichen negativen Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit und die Umwelt hat und keine entsprechenden Gefahren verursacht.” Bei der Bestandsaufnahme im Rahmen des CAFE Programms wurde festgestellt, dass in der EU gegenwärtig etwa 370.000 Menschen pro Jahr vorzeitig an den Folgen der Luftverschmutzung durch Feinstaub und Ozon sterben. Szenarienrechnungen ergaben, dass sich diese Zahl ohne zusätzliche Maßnahmen im Jahr 2020 auf 290.000 verringern würde. Die dadurch verursachten volkswirtschaftlichen Kosten wurden auf 427-790 Mrd. € heute bzw. 189-609 Mrd. € im Jahr 2020 berechnet. Die Modellrechnungen zeigten jedoch auch, dass das für CAFE formulierte Ziel nicht erreicht werden kann, selbst wenn alle technisch möglichen Maßnahmen zur Verbesserung der Luftqualität durchgeführt werden. Schließlich wurde eine Strategie entworfen, mit der nach Modellrechnungen im Jahr 2020 weitere 63.000 vorzeitige Todesfälle pro Jahr vermieden und somit weitere Schadenskosten von 42-135 Mrd. € pro Jahr eingespart werden. Die Kosten für die erforderlichen Maßnahmen wurden auf 7,1 Mrd. € pro Jahr berechnet. Neben der menschlichen Gesundheit werden die vorgesehenen Maßnahmen auch der Umwelt nützen und nach Modellrechnungen die von Versauerung und Eutrophierung betroffenen Flächen im Jahr 2020 um 50 % bzw. um 27% verringern im Vergleich mit dem Szenario , dass keine zusätzlichen Maßnahmen ergriffen würden. Maßnahmen Zur Erreichung der Ziele plant die Kommission u.a. folgende Maßnahmen Die bisherige Luftqualitäts-Rahmenrichtlinie und ihre vier Tochterrichtlinien sollen durch eine neue zusammenfassende Richtlinie über die Luftqualität und saubere Luft für Europa zu ersetzt werden. Diese neue Richtlinie soll neue Anforderungen an die Beurteilung und Kontrolle des Feinstaubs mit einem aerodynamischen Durchmesser bis zu 2,5 µm (PM 2,5 ) enthalten. Die Richtlinie über nationale Emissionshöchstmengen soll revidiert werden. Für Kleinfeuerungsanlagen und deren Brennstoffe sollen europaweite Regelungen eingeführt werden. Die Emissionsgrenzwerte für Kraftfahrzeuge sollen verschärft werden. Weitere Maßnahmen sind geplant bezüglich der VOC -Emissionen an Tankstellen, der Emissionen des Flug- und des Schiffsverkehrs sowie der Landwirtschaft. Nationale Emissionshöchstmengen - NEC-Richtlinie Die Richtlinie 2001/81/E G vom 23.10.2001 ( NEC-Richtlinie ) legt nationale Emissionshöchstmengen für die Luftschadstoffe Schwefeldioxid (SO 2 ), Stickstoffoxide (NO X ), Ammoniak (NH 3 ) und flüchtige organische Verbindungen (ohne Methan, NMVOC ) fest, die nach dem Jahre 2010 nicht mehr überschritten werden dürfen. Die NEC-Richtlinie erweitert die bisherigen Konzepte im Kampf um saubere Luft (Luftqualitätsrichtlinien und Richtlinien mit Anforderungen zur Emissionsbegrenzung bei stationären und mobilen Quellen sowie Produkten) um einen dritten Weg der Gesamtbegrenzung der nationalen Emissionsfrachten, wobei den Staaten die Wahl der Maßnahmen zur Einhaltung der NECs überlassen bleibt. Dadurch sind auf nationaler Ebene klare emissionsseitige Mindestanforderungen für eine gute Qualität der Luft vorgegeben, die in der Folge mit Hilfe eines so genannten „nationalen Programms” in geeignete Anforderungen an einzelne Quellen umgesetzt werden müssen. Die EU-Kommission wird voraussichtlich Mitte des Jahres 2010 eine Fortschreibung der NEC-Richtlinie bis zum Jahr 2020 vorschlagen. Neben neuen nationalen Emissionsobergrenzen für die bisher geregelten Stoffe wird erwogen, auch für Feinstaub (PM 2,5 ) nationale Emissionsobergrenzen festzulegen. Für die erforderlichen Emissionsberechnungen und Analysen bis 2020 hat das UBA ein deutsches Energiereferenzszenario vorgelegt. Nach der NEC-Richtlinie muss jeder Mitgliedstaat ein nationales Programm zur Verminderung der Schadstoffemissionen erarbeiten. Darin muss die Einhaltung der Emissionshöchstmengen mit zusätzlichen Maßnahmen zur Emissionsminderung dargestellt werden. Ferner muss die Öffentlichkeit sowie die Europäische Kommission hierüber unterrichtet werden. Für Deutschland ergibt sich nach den neuesten Emissionsprognosen des Umweltbundesamtes folgende Ausgangssituation: Emissionshöchstmengen der NEC-Richtlinie 2010, kt SO 2 : 520 NO x : 1051 NH 3 : 550 NMVOC: 995 Referenzprognose Emissionen im Jahre 2010, kt SO 2 : 459 NO x : 1112 NH 3 : 610 NMVOC: 987 Prognosewert minus Emissionshöchstmenge Deckungslücke + SO 2 : -61 NO x : +61 NH 3 : +60 Das Nationale Programm war erstmalig im Jahr 2002 zu erstellen und 2006 fortzuschreiben (siehe unten). Das Programm informiert über die Entwicklung der Emissionen in Deutschland bis zum Jahr 2010 und die zur Einhaltung der NECs noch zur Minderung der Emissionen zu ergreifenden Maßnahmen. Beigelegt ist ferner die Dokumentation der dem Nationalen Programm unterliegenden Maßnahmenanalysen und die Emissionsprognosen (FE-Vorhaben: Maßnahmen zur Einhaltung der Emissionshöchstmengen der NEC-Richtlinie). Emissionen und Maßnahmenanalyse Feinstaub 2000 - 2020 Nationales Programm 2010 (Bericht 2006) Energiereferenzszenario für Emissionsberechnungen Maßnahmen zur weiteren Verminderung der Emissionen in Deutschland Informationen der EU zu nationalen Emissionshöchstmengen Nationales Programm Luftreinhaltung 2010 (Bericht 2002) Nationales Programm Luftreinhaltung 2010 (Bericht 2002)
Überschreitung der Belastungsgrenzen für Eutrophierung Nährstoffeinträge (vor allem Stickstoff) aus der Luft belasten Land-Ökosysteme und gefährden die biologische Vielfalt. Zur Bewertung dieser Belastung stellt man ökosystemspezifische Belastungsgrenzen (Critical Loads) den aktuellen Stoffeinträgen aus der Luft gegenüber. Trotz rückläufiger Stickstoffbelastungen in Deutschland besteht weiterhin Handlungsbedarf – vor allem bei den Ammoniak-Emissionen. Situation in Deutschland Im Jahr 2019 (letzte verfügbare Daten) wurden die ökologischen Belastungsgrenzen für Eutrophierung durch Stickstoff in Deutschland auf 69 % der Flächen empfindlicher Ökosysteme überschritten (siehe Karte „Überschreitung des Critical Load für Eutrophierung durch die Stickstoffeinträge im Jahr 2019“). Die zur Flächenstatistik dieser Überschreitung herangezogenen Ökosystemtypen stammen aus dem CORINE-Landbedeckungsdatensatz von 2012 und bilden vor allem Waldökosysteme ab (ca. 96 %). Besonders drastisch sind die Überschreitungen in Teilen Nordwestdeutschlands. Aufgrund der dort ansässigen Landwirtschaft und intensiv betriebenen Tierhaltung ist der Stickstoffeintrag dort besonders hoch. So sind etwa zwei Drittel der Stickstoffeinträge auf Ammoniakemissionen zurückzuführen. Im Rahmen eines UBA -Vorhabens zur Modellierung der Stickstoffdeposition (PINETI-4, Abschlussbericht in prep.) konnte die Entwicklung der Belastung methodisch konsistent für eine lange Zeitreihe (2000 bis 2019) rückgerechnet werden. Die nationalen Zeitreihendaten zeigen, dass der Anteil der Flächen in Deutschland, auf denen die ökologischen Belastungsgrenzen überschritten wurden, von 84 % im Jahr 2000 auf 69 % im Jahr 2019 zurückging (siehe Abb. „Anteil der Fläche empfindlicher Land-Ökosysteme mit Überschreitung der Belastungsgrenzen für Eutrophierung“). Die Abnahme der Belastungen spiegelt größtenteils den Rückgang der Emissionen durch Luftreinhaltemaßnahmen wider. Karte: Überschreitung des Critical Load für Eutrophierung durch Stickstoffeinträge im Jahr 2019 Quelle: Kranenburg et al. (2024) Flächenanteil empfindlicher Land-Ökosysteme mit Überschreitung der Belastungsgrenzen Eutrophierung Quelle: Kranenburg et al. (2024) Diagramm als PDF Diagramm als Excel mit Daten Handlungsbedarf trotz sinkender Stickstoffeinträge Auch in den nächsten Jahren ist wegen der bisher nur unwesentlich abnehmenden Ammoniak-Emissionen – vornehmlich aus der Tierhaltung – mit einer weiträumigen Eutrophierung naturnaher Ökosysteme zu rechnen. Bei der Minderung von diffusen Stickstoffemissionen in die Luft besteht daher erheblicher Handlungsbedarf. Was sind ökologische Belastungsgrenzen für Eutrophierung? Zur Bewertung der Stoffeinträge werden ökologische Belastungsgrenzen ( Critical Loads ) ermittelt. Nach heutigem Stand des Wissens ist bei deren Einhaltung nicht mit schädlichen Wirkungen auf Struktur und Funktion eines Ökosystems zu rechnen. Ökologische Belastungsgrenzen sind somit ein Maß für die Empfindlichkeit eines Ökosystems und erlauben eine räumlich differenzierte Gegenüberstellung der Belastbarkeit eines Ökosystems mit aktuellen atmosphärischen Stoffeinträgen. Das dadurch angezeigte Risiko bedeutet nicht, dass in dem betrachteten Jahr tatsächlich schädliche chemische Kennwerte erreicht oder biologische Wirkungen sichtbar sind. Es kann Jahrzehnte dauern, bis Ökosysteme auf Überschreitungen der ökologischen Belastungsgrenzen reagieren. Im Rückschluss ist auch die Erholung des Ökosystems auf vorindustrielles Niveau sehr langwierig, wenn nicht sogar eine irreversible Schädigung des Ökosystems vorliegt. Beide Prozesse sind abhängig von Stoffeintragsraten, meteorologischen und anderen Randbedingungen sowie von chemischen Ökosystemeigenschaften. Daher sind absolute Schadprognosen mittels der Überschreitungen der ökologischen Belastungsgrenzen prinzipiell nicht möglich. Stickstoffdepositionen – ein Treiber des Biodiversitätsverlusts Ein übermäßiger atmosphärischer Eintrag ( Deposition ) von Nährstoffen (vor allem Stickstoff) und deren Anreicherung in Land-Ökosystemen kann auf lange Sicht Ökosysteme stark beeinträchtigen. So kann es zu chronischen Schäden der Ökosystemfunktionen (wie der Primärproduktivität und des Stickstoffkreislaufs) kommen. Auch Veränderungen des Pflanzenwachstums und der Artenzusammensetzung zugunsten stickstoffliebender Arten ( Eutrophierung ) können hervorrufen werden. Außerdem wird die Anfälligkeit vieler Pflanzen gegenüber Frost, Dürre und Schädlingsbefall erhöht. Atmosphärische Einträge führen zu einer weiträumigen Angleichung der Stickstoffkonzentrationen im Boden auf einem nährstoffreichen Niveau. Die derzeit hohen Stickstoffeinträge in natürliche und naturnahe Land-Ökosysteme sind eine Folge menschlicher Aktivitäten, wie Landwirtschaft oder Verbrennungsprozesse. Diese sind mit hohen Emissionen von chemisch und biologisch wirksamen (reaktiven) Stickstoffverbindungen in die Luft verbunden. Aus der Atmosphäre werden diese Stickstoffverbindungen über Regen, Schnee, Nebel, Raureif, Gase und trockene Partikel wieder in Land-Ökosysteme eingetragen. Die resultierende Überdüngung ist eine der Hauptursachen für den Rückgang der Biodiversität . Fast die Hälfte der in der Roten Liste für Deutschland aufgeführten Farn- und Blütenpflanzen sind durch Stickstoffeinträge gefährdet. Ziele und Maßnahmen zur Verringerung der Stickstoffeinträge Ein langfristiges Ziel der Europäischen Union (EU) und der Genfer Luftreinhaltekonvention ( UNECE Convention on Long-Range Transboundary Air Pollution, CLRTAP) ist die dauerhafte und vollständige Unterschreitung der ökologischen Belastungsgrenzen für Eutrophierung . International wurden deshalb in der sog. neuen NEC-Richtlinie ( Richtlinie (EU) 2016/2284 vom 14.12.2016) für alle Mitgliedstaaten weitere Minderungen der Emission von reaktiven Stickstoffverbindungen (NH x , Stickstoffoxide (NO x )) vereinbart, die bis 2030 erreicht werden müssen. Für Deutschland ergeben sich folgende nationale Emissionsminderungsverpflichtungen für Stickstoff für das Jahr 2030 und darüber hinaus im Vergleich zum Basisjahr 2005: Ammoniak (NH 3 ): minus 29 % Stickstoffoxide (NO x ): minus 65 % (siehe auch „Emissionen von Luftschadstoffen“ ). Konkrete nationale Maßnahmen, die zum Erreichen der oben genannten Minderungsverpflichtungen geeignet sind, werden derzeit in einem Nationalen Luftreinhalteprogramm zusammengestellt. Maßnahmen zur Begrenzung der negativen Auswirkungen des reaktiven Stickstoffs, zu denen auch die Eutrophierung von Ökosystemen zählt, sind in der Veröffentlichung des Umweltbundesamtes "Reaktiver Stickstoff in Deutschland" enthalten. Auch das Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit ( BMU ) verfolgt den Ansatz einer nationalen Stickstoffminderungsstrategie . Weitere Informationen bietet auch das Sondergutachten des SRU „Stickstoff: Lösungen für ein drängendes Umweltproblem“ . Hintergrundwissen zur Modellierung von atmosphärischen Stoffeinträgen bietet der Bericht zum Forschungsvorhaben „PINETI-4: Modelling and assessment of acidifying and eutrophying atmospheric deposition to terrestrial ecosystems“.
Im UNECE Ammoniakleitfaden sind alle Techniken zur Minderung der Ammoniakemissionen aus der Tierhaltung zusammengestellt und hinsichtlich ihrer Minderungspotenziale und Kosten bewertet. Dies gilt auch für die Maßnahme "Ansäuerung von Gülle". Jedoch fehlt eine umfassende Betrachtung der Umweltwirkungen dieser Maßnahme.Ziel des Gutachtens ist es daher, die Maßnahme "Ansäuerung von Gülle" wissenschaftlich-fachlich tiefgründiger als bisher zu analysieren. Der Schwerpunkt der Bewertung liegt auf der Wirksamkeit und Umweltverträglichkeit der Maßnahme. Jedoch werden auch anwendungstechnische und juristische Aspekte berücksichtigt.Die Ergebnisse sollen unmittelbar in den Prozess der Maßnahmenbewertung im Rahmen der UNECE CLRTAP einfließen. Vorab bereitgestellte Informationen wurden der UNECE TFRN bereits im Oktober 2018 vorgestellt. Darüber hinaus sollen die Ergebnisse des Vorhabens zur Umsetzung der europäischen NEC-Richtlinie in Deutschland, insbesondere in die Erarbeitung des Nationalen Programms zur Luftreinhaltung einfließen. Neue Erkenntnisse aus dem Gutachten sollen zudem den Prozess der TA-Luft-Anpassung unterstützen.
Besichtigung der Luftmessstation Tübingen-Mühlstraße Führung an den Luftmessstationen in Tübingen im Rahmen des Girl’s Days Die LUBW hat sich in diesem Jahr wieder am Girl’s Days beteiligt. An diesem „Zukunftstag“ sollen Mädchen die Möglichkeit erhalten, Berufe näher kennenzulernen, in denen Frauen bisher eher selten vertreten sind. In Zusammenarbeit mit dem Regierungspräsidium Tübingen wurde am 23.04.2015 ein Programm zum Thema Luftqualität und Luftreinhaltung organisiert. Referat 62 war mit den Führungen in den beiden Luftmessstationen Tübingen-Derendinger Straße und Tübingen-Mühlstraße beteiligt. Die Mädchen haben sich über die Messtechnik, die Bedeutung der einzelnen gemessenen Parameter und die Ursachen von Luftverschmutzungen informiert. Die Aktion wurde von allen Beteiligten positiv bewertet, vor allem die Zusammenarbeit zwischen RP und LUBW.
Das Luftmessnetz Baden-Württemberg sowie die Spotmessungen geben einerseits einen guten Überblick über die Immissionssituation im Land, stellen andererseits aber immer nur punktförmige Messungen dar, die je nach Stationstyp für einen mehr oder weniger großen Bereich repräsentativ sind. Speziell bei Genehmigungsverfahren und Gutachten stellt sich häufig die Frage nach der Höhe der Vorbelastung an Orten im Land, die nicht durch Messungen abgedeckt sind. Bislang mussten in solchen Fällen Vorbelastungswerte auf Grundlage der Werte des Messnetzes nach gutachterlicher Einschätzung und bei teils fraglicher Übertragbarkeit abgeschätzt werden. Im Auftrag der LUBW wurden mittels Ausbreitungsrechnungen mit einem chemischen Transportmodell und unter Verwendung des landesweiten Emissionskatasters 2016 der LUBW sowie unter Berücksichtigung von gemessenen Immissionsdaten die durchschnittlichen Belastungen für die Luftschadstoffe Stickstoffdioxid (NO 2 ), Feinstaubpartikel PM 10 und PM 2,5 , Ozon (O 3 ) und Ammoniak (NH 3 ), die sogenannte Immissionsbelastung , für das gesamte Gebiet von Baden-Württemberg ermittelt. Als Immissionsbelastung wird dabei die vorhandene Immissionsbelastung auf regionaler Skala bezeichnet, für deren Berechnung neben der allgemeinen Hintergrundbelastung auch die Emissionen aus bestehenden Anlagen, dem Kfz-Verkehr und anderen bekannten Quellen berücksichtigt wurden. Im Fall von Genehmigungsverfahren wird der Immissionsbeitrag einer neu zu errichtenden Anlage als Immissionszusatzbelastung bezeichnet, der dann zusammen mit der Immissionsvorbelastung die Immissions-Gesamtbelastung ergibt. Das Bezugsjahr für die dargestellte Immissionsbelastung ist 2016. Dieses Jahr wurde ausgewählt, da es sowohl bezüglich der Emissions- und Immissionssituation für die Luftschadstoffe Stickstoffdioxid, Feinstaubpartikel PM 10 und PM 2,5 , Ozon und Ammoniak, als auch für die meteorologische Situation als repräsentativ anzusehen ist. Zusätzlich wurde die Immissionsbelastung flächendeckend als Prognose für das Jahr 2025 bestimmt. Aufgrund der teilweise sehr starken orographischen Gliederung Baden-Württembergs wurde die Immissionsbelastung flächendeckend mit einer Auflösung von 500 Meter × 500 Meter ermittelt. Eine Interpretation der Karten unterhalb dieser räumlichen Auflösung, beispielsweise für einzelne Straßenabschnitte, ist nicht zulässig. Die im Rahmen des Projekts ermittelte Immissionsbelastung kann zur Plausibilisierung von Gutachten, beispielsweise im Rahmen von immissionsschutzrechtlichen Genehmigungsverfahren, und bei der Luftreinhalteplanung als zusätzliche Erkenntnisquelle verwendet werden. Die Berechnung der landesweiten Immissionsbelastung wurde von der IVU Umwelt GmbH mit dem Programmsystem FLADIS durchgeführt. FLADIS bietet die Möglichkeit, die flächenhafte Vorbelastung durch Kopplung von interpolierten Schadstoffmessdaten mit assimilierten, durch Ausbreitungsrechnungen berechneten Modelldaten zu ermitteln. Die Modellierung der Immissionsbelastung erfolgte dabei aus den Daten des landesweiten Luftschadstoff-Emissionskatasters 2016 der LUBW mit dem dreidimensionalen chemischen Transportmodell REM/CALGRID (RCG). Messdaten für das Jahr 2016 wurden ausschließlich von Messstationen des städtischen und ländlichen Hintergrunds aus dem Luftmessnetz Baden-Württemberg sowie aus grenznahen Bereichen herangezogen. Durch die Kombination von Interpolations- und Modellergebnissen werden insbesondere in Gebieten mit geringer Messdichte zusätzliche Informationen (z. B. Orographie, Meteorologie, Emissionsstruktur) für die Flächendarstellung genutzt. Ergänzend zu der Modellierung der Luftschadstoffbelastung im Jahr 2016 wurden noch weitere Berechnungen durchgeführt: Für die Modellierung der Immissionsbelastung im Prognosejahr 2025 wurden die Emissionsdaten vom Jahr 2016 auf das Jahr 2025 fortgeschrieben. Dabei wurden auch die Emissionsveränderungen in Europa und in den anderen Bundesländern Deutschlands berücksichtigt. Für das Prognose-Szenario wurden die Emissionsdaten für das Jahr 2025 aufgrund der vom UBA (Umweltbundesamt) zur Verfügung gestellten Daten aus dem „Nationalen Luftreinhalteprogramm der Bundesrepublik Deutschland“ fortgeschrieben genutzt. Für die Fortschreibung wurde das Szenario „WAM“ (With Additional Measures) gewählt. Aus diesen Daten wurden die quellengruppenspezifischen Faktoren für die Fortschreibung der Emissionen der einzelnen Stoffe bestimmt und damit die Emissionen von Baden-Württemberg und von GRETA (bundesweites Emissionskataster) von 2016 nach 2025 fortgeschrieben. Als hypothetische Messwerte für das Jahr 2025 wurden die mit der in FLADIS implementierten Delta-Methode für das Jahr 2025 angepassten Messwerte angesetzt. Die Delta-Methode dient dazu, Messreihen eines Bezugsjahres mit Hilfe von Modellprognoserechnungen so zu modifizieren, dass sie eine Beschreibung und flächenhafte Darstellung der zukünftigen Immissionssituation in einem Modellgebiet erlauben. Durch die Kombination von Interpolations- und Modellergebnissen werden insbesondere in Gebieten mit geringer Messdichte zusätzliche Informationen (z. B. Orographie, Meteorologie, Emissionsstruktur) für die Flächendarstellung genutzt. Im interaktiven Dienst UDO ( U mwelt- D aten und -Karten O nline) der LUBW wird in einem Raster von 500 Meter x 500 Meter die räumliche Verteilung der modellierten mittleren Immissionsbelastungswerte für Stickstoffdioxid (NO 2 ), Feinstaubpartikel PM 10 und PM 2,5 , Ozon (O 3 ) und Ammoniak (NH 3 ) im Jahr 2016 und im Prognosejahr 2025 karthographisch dargestellt. Diese Karten sind zoombar und bieten die Möglichkeit der Abfrage von Belastungswerten. Der Abschlussbericht "Flächendeckende Ermittlung der Immissionsbelastung für Baden-Württemberg 2016 und Prognose 2025" steht zum Download bereit: Link zum Bericht
Zum Schutz der Gesundheit sind weitere Anstrengungen erforderlich 2021 gab es in Deutschland erneut keine Überschreitungen der Feinstaubgrenzwerte. Der Jahresmittelgrenzwert für Stickstoffdioxid (NO₂) von 40 µg/m³ Luft wurde voraussichtlich nur noch an ein bis zwei Prozent der verkehrsnahen Messstationen überschritten. Das zeigt die vorläufige Auswertung der Messdaten der Länder und des Umweltbundesamtes (Stand 31.01.2022) von bislang rund 600 Messstationen. Dirk Messner, Präsident des Umweltbundesamtes (UBA): „Die positive Entwicklung bei der Luftqualität der letzten Jahre setzte sich auch 2021 fort. Das ist erfreulich und zeigt, dass mit geeigneten und konsequent umgesetzten Luftreinhaltemaßnahmen viel zu erreichen ist. Allerdings muss man trotz dieser Erfolge berücksichtigen, dass die EU-weit gültigen Grenzwerte für Feinstaub und Stickstoffdioxid vor mehr als 20 Jahren festgelegt wurden und dringend an die neuesten wissenschaftlichen Erkenntnisse über die gesundheitlichen Auswirkungen von Luftverschmutzung angepasst werden müssen.“ Insgesamt ist die Belastung mit Feinstaub und Stickstoffdioxid weiter rückläufig. Im Jahr 2020 waren sechs, 2019 sogar noch 25 Städte von der Überschreitung des NO₂-Grenzwertes betroffen. 2021 werden es voraussichtlich weniger als fünf Städte sein. Nach Auswertung der bereits jetzt vorliegenden Daten gab es auf jeden Fall in München und Ludwigsburg jeweils eine Messstelle mit Jahresmittelwerten über dem Grenzwert. Nach Auswertung der finalen Daten und der noch fehlenden zirka 115 Passivsammler kommen möglicherweise noch wenige Grenzwertüberschreitungen hinzu. Hauptquelle der Stickstoffoxide in Städten ist der Straßenverkehr und hier sind es vor allem Diesel-Pkw, die niedrige Emissionen noch nicht im realen Betrieb auf der Straße nachweisen mussten. Durch eine fortschreitende Erneuerung der Fahrzeugflotte sind inzwischen immer mehr deutlich sauberere Fahrzeuge in den Städten unterwegs. Lokale Maßnahmen und weniger Fahrten in Folge der Maßnahmen zur Eindämmung der Corona-Pandemie trugen in den vergangenen beiden Jahren zum deutlichen Rückgang der NO₂-Konzentrationen bei. Auch die Emissionen von Luftschadstoffen sind in den letzten Jahren durchgängig gesunken. Die aktuellsten vollständigen Daten dafür liegen für das Jahr 2020 vor. Demnach konnte Deutschland alle seine Minderungsverpflichtungen unter der europäischen NEC-Richtlinie (National Emission Reduction Commitments – Richtlinie über nationale Emissionsminderungsverpflichtungen) einhalten. Die Emissionen von Ammoniak konnten 2020 gegenüber 1990 um rund 25 Prozent vermindert werden, die Emissionen von Feinstaub und Stickoxiden sogar um ca. 60 Prozent bzw. um fast 66 Prozent gegenüber 1990. Die Weltgesundheitsorganisation WHO hat im September neue Leitlinien für gesunde Luft vorgelegt. Aufgrund wissenschaftlicher Erkenntnisse der letzten 20 Jahre empfiehlt die Behörde deutlich niedrigere Werte unter anderem für Feinstaub und Stickstoffdioxid. Messner: „Laut Europäischer Umweltagentur gilt die Luftverschmutzung in den 27 EU-Mitgliedstaaten weiterhin als erhebliche gesundheitliche Belastung, die zu zahlreichen vorzeitigen Todesfällen und Krankheiten führt. Feinstaub stellt dabei die größte Bedrohung dar: In Deutschland führt die Europäische Umweltagentur für das Jahr 2019 53.800 vorzeitige Todesfälle auf eine dauerhafte Belastung mit Feinstaub zurück. Derzeit werden die von der WHO neu vorgeschlagenen Werte in Deutschland fast alle überschritten. Im Herbst wird die EU-Kommission eine Änderung der Luftqualitätsrichtlinie vorschlagen. Die Grenzwerte sollen sich dabei den Richtwerten der WHO annähern. Deutschland wird diese Novellierung der Luftqualitätsrichtlinie unterstützen.“ Deutschland hat sich mit der europäischen NEC-Richtlinie zu einer weiteren deutlichen Verringerung der Emissionen von Luftschadstoffen bis 2030 verpflichtet. Die hierfür geplanten Maßnahmen sind im nationalen Luftreinhalteprogramm festgelegt und werden zu einer weiteren Verbesserung der Luftqualität führen – für die Einhaltung der WHO-Werte reicht dies aber nach einer ersten Abschätzung des UBA nicht. Dirk Messner: „Für wirklich gesunde Luft muss die Schadstoffbelastung dauerhaft und deutschlandweit weiter verringert werden. Es besteht dringender Handlungsbedarf über die bereits im Luftreinhalteprogramm festgelegten Maßnahmen hinaus. Ziel muss es sein, unsere Luft so sauber wie möglich zu kriegen. Denn die aktuellen Daten der WHO zeigen: Jedes Mikrogramm Luftbelastung weniger ist gut für unsere Gesundheit.“
Das Projekt "Ansäuerung von Gülle und Gärrückständen während der Aufbringung in wachsende Bestände" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Landwirtschaftskammer Schleswig-Holstein durchgeführt. Das Vorhaben 'Säure+ im Feld' leistet einen Beitrag zum Handlungsfeld Düngung der Ackerbaustrategie 2035 sowie zum Nationalen Luftreinhalteprogramm. Die Ansäuerung von Gülle und Gärresten bei der Ausbringung in bestehende Bestände reduziert Ammoniakemissionen, steigert die Wirksamkeit des in Gülle und Gärresten enthaltenen Stickstoffs und kann helfen, Stickstoffüberschüsse zu verringern. Das Ziel des Modell- und Demonstrationsvorhabens ist, - ein vielfältige Strukturen repräsentierendes, deutschlandweites Netz von Modellbetrieben zu etablieren, auf denen Ansäuerungsverfahren für Gülle und Gärreste eingesetzt und demonstriert werden, - die Auswirkungen auf die Nährstoffeffizienz, den Boden und die Pflanzen in einer hinreichend großen Anzahl von Demonstrationen- und On-Farm-Versuchen auf unterschiedlichen Standorten und Kulturen zu untersuchen und auszuwerten sowie - Landwirten und Lohnunternehmern Lösungen aus der Praxis für die Praxis durch verschiedene Maßnahmen zum Wissenstransfer wie Feldtage, Vorträge, Seminare, soziale Medien zu präsentieren sowie Hinweise zum sicheren und erfolgreichen Umgang mit der Technik zu geben. Darüber hinaus wird aus pflanzenbaulicher Sicht geprüft, inwiefern ein weiterer Einsatz schwefelhaltiger Mineraldüngermittel redundant wird und sich die Verfügbarkeit von Phosphor durch die Ansäuerung verbessert.
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