Die Auswirkungen von flüchtigen organischen Verbindungen (VOC) auf die Luftqualität und damit auf die Gesundheit der Menschen auf lokaler oder regionaler Skala sind direkt offenkundig durch die schädlichen Effekte auf die Lebenswelt. Noch bedeutender ist die kritische Rolle, die VOC in chemischen Prozessen der Atmosphäre einnehmen. Die Bildung vieler sekundärer organischer Schadstoffe in der Atmosphäre wie Ozon, Peroxide, Aldehyde, Peroxyacetylnitrate und sekundäre organische Aerosole hängt entscheidend von der Verfügbarkeit der VOC und ihrer Vorläufersubstanzen ab. Wir planen die Messung von Isotopenverhältnissen und Konzentrationen spezifischer VOC in der Abluft großer Ballungszentren (MPC) in Europa und Asien durch Einsatz des Luftprobensammlers MIRAH auf den HALO-Missionen EMeRGe-EU und EMeRGe-Asia. Die Luftproben werden im Labor mittels Gaschromatographie-Verbrennungs-Isotopen-Massenspektrometrie analysiert. Isotopenverhältnisse in VOC sind wertvolle Indikatoren zur Untersuchung von Reaktionen, die derzeitigen Messverfahren nicht direkt zugänglich sind. Transport- und Mischungsprozesse in der Atmosphäre können damit visualisiert werden, wertvolle Information über dominante Prozesse, an denen VOC beteiligt sind, gewonnen werden. Bereits in den letzten HALO-Missionen, TACTS/ESMVal und den beiden OMO-Missionen, konnten wir zeigen, dass die beantragte Messmethode ein sensitives Werkzeug ist, z.B. für Quellstudien von VOC, zur Ableitung von Transportwegen und deren Einfluss auf die Verteilung der VOC, zur Abschätzung des Mischungsgrads, der Unterscheidung zwischen dynamischen und chemischen Prozessen, als auch zur Untersuchung atmosphärischer Umwandlung und Verweilzeit spezifischer VOC. Die Wertstellung dieser Ergebnisse wird sogar noch gesteigert durch den Vergleich mit Ergebnissen aus 3-dimensionalen Chemie-Transport-Modellen. Die folgenden geplanten wissenschaftlichen Zielsetzungen betten sich in die übergreifenden Ziele von EMeRGe-EU and EMeRGe-ASIA: (1) Messung der Zusammensetzung der in Europa und Asien entspringenden Schadstofffahnen und Bestimmung des Beitrags bestimmter VOC an der Zusammensetzung der Atmosphäre; (2) Bestimmung der weitreichenden Luftverschmutzung sowie deren Einfluss auf die Verteilung bestimmter VOC; (3) Identifizierung möglicher Unterschiede im Transport und der Umwandlung von VOC, die mit besonderen einzigartigen Charakteristiken europäischer und asiatischer MPCs verbunden sind; (4) Identifizierung von Oxidations- und Zwischenprodukten des VOC-Abbaus; (5) Informationsgewinnung über Oxidationswege durch Messung von Vorläufer- und Oxidationsprodukten; (6) Altersbestimmung von Luftmassen in unterschiedlichen Stadien der Schadstofffahnen; (7) Gegenüberstellung photochemischer Prozessierung gegen Transport und Mischung; (8) Verbindung der Informationen aus Isotopenverhältnissen mit bestimmten regionalen meteorologischen Daten; (9) Bereitstellung der Messdaten für Chemietransportmodelle.
Der Ozean im Westpazifik ist mit Temperaturen von ganzjährig 30°C der wärmste Ozean der Welt. Im tropischen Westpazifik ist die Lufttemperatur der Grenzschicht weltweit am höchsten und die Ozonkonzentration am niedrigsten. Aufgrund der allgemeinen Advektion der Luftmassen in der unteren und mittleren Troposphäre aus dem Osten durch die Walker-Zirkulation über den Pazifik befindet sich die Luft über dem tropischen Westpazifik für längere Zeit in einer sauberen, warmen und feuchten Umgebung. Der Abbau von reaktiven Sauerstoff- und Ozonvorläufern wie NOx findet daher länger als anderswo in den Tropen, was zu sehr niedrigen Ozonkonzentrationen führte. Dies erhöht die Lebensdauer von kurzlebigen biogenen und anthropogenen Spurengasen. Darüber hinaus begünstigen hohe Meeresoberflächentemperaturen eine starke Konvektion im tropischen Westpazifik, was zu niedrigen Ozonmischungsverhältnissen in den konvektiven Ausflussgebieten in der oberen Troposphäre führen kann. Der Warmpool im Westpazifik ist auch eine wichtige Quellregion für stratosphärische Luft. Daher fallen die Region, in der die Lebensdauer kurzlebiger Spurengase erhöht ist, und die Quellregion der stratosphärischen Luft zusammen. Somit bestimmt die Zusammensetzung der troposphärischen Atmosphäre in dieser Region in hohem Maße auch die globale stratosphärische Zusammensetzung.Ozon ist aufgrund von Rückkopplungsprozessen zwischen Temperatur, Dynamik und Ozon ein wichtiges Spurengas in der Klimaforschung. Da der Warmpool im Westpazifik die Hauptquellenregion für stratosphärische Luft ist, ist die Kenntnis von Ozon und anderen kurzlebigen Spurengasen auch wichtig, um den Transport von Spurengasen in die Stratosphäre zu verstehen.Ziel unseres Projektes ist die Messung des Tagesgangs von Ozon und anderen Spurengasen mit Hilfe der hochauflösenden solaren Absorptions-FTIR-Spektroskopie. Die Messungen liefern die Gesamtsäulendichten von bis zu 20 Spurengasen. Für einige Spurengase erlaubt die Analyse der Spektrallinienform die Ableitung der Konzentrationsprofile in bis zu etwa vier atmosphärischen Höhenschichten. Ergänzt werden die Beobachtungen durch Ozonballonsondierungen, kontinuierliche Messungen der UV-Strahlung, und Modellrechnungen mit einem Chemie-Transport-Modell. Die Messungen sind für den Zeitraum August bis Oktober 2022 geplant, die Auswertung und Interpretation von November 2022 bis Januar 2023.
<p>Nach Wochen eher wechselhaften Sommerwetters sind mit der Hitzewelle auch die Ozonkonzentrationen angestiegen.</p><p>Das ist nicht ungewöhnlich, denn in ruhigem Sommerwetter mit intensiver Sonneneinstrahlung und hohen Lufttemperaturen steigt die Ozonproduktion. Ozon wird bei intensiver Sonneneinstrahlung durch komplexe photochemische Prozesse aus Vorläuferschadstoffen - überwiegend Stickstoffoxiden und flüchtigen organischen Verbindungen gebildet. Hält das Sommerwetter für mehrere Tage an, steigt die Ozonkonzentration Tag für Tag an und kann es auch zur Überschreitung der Informationsschwelle von 180 µg/m³, lokal gegebenenfalls auch der Warnschwelle von 240 µg/m³ kommen. Bei Ozonwerten über der Informationsschwelle besteht für besonders empfindliche Bevölkerungsgruppen ein Risiko für die menschliche Gesundheit. Bei Ozonwerten über dem Alarmschwellenwert von 240 µg/m³ besteht bei der gesamten Bevölkerung ein Risiko für die menschliche Gesundheit und es wird über die Medien gewarnt. In den letzten Tagen kam es vor allem in Nordrhein-Westfalen, Niedersachsen, Hessen und Rheinland-Pfalz zur Überschreitung der Informationsschwelle. Heute kann es nochmals zu einzelnen Überschreitungen dieser Schwelle kommen. Mit einem Luftmassenwechsel, der heute bereits von Nordwesten her beginnt, werden auch die Ozonkonzentrationen am Wochenende wieder sinken.</p><p>Grundsätzlich sind die<a href="https://www.umweltbundesamt.de/themen/luft/luftschadstoffe-im-ueberblick/ozon">Ozonwerte</a>bei sommerlichem Wetter in den Nachmittagsstunden am höchsten. Wer empfindlich auf Ozon reagiert, sollte Sport und andere körperlich anstrengende Tätigkeiten möglichst in den Abend, besser noch in die frühen Morgenstunden legen. Dann ist die Belastung deutlich geringer. Die Wohnung sollte am besten morgens gelüftet werden und dann die Fenster bis zum Abend geschlossen bleiben. Leider bringt es nichts, den Sport vom Stadtpark in den Wald zu verlegen, denn die Ozonwerte sind außerhalb der Innenstädte oft deutlich höher. Die höchsten Ozonwerte werden regelmäßig am Stadtrand und in den angrenzenden ländlichen Gebieten gemessen. Denn die Vorläuferstoffe des Ozons (Stickoxide aus dem Verkehr und flüchtige organische Verbindungen aus Lösemitteln von Farben, Lacken, Klebstoffen oder Reinigungsmitteln) werden durch Wind aus der Stadt transportiert, wo sie zu Ozon reagieren. Dagegen wird Ozon in Innenstädten durch die Reaktion von Stickstoffmonoxid (NO) aus Autoabgasen mit Ozon abgebaut. Deshalb ist die Ozonbelastung in Innenstädten, wo viele Autos fahren, deutlich niedriger.</p><p>Aktuelle Werte und Prognosen für die nächsten zwei Tage gibt es<a href="https://www.umweltbundesamt.de/daten/luftbelastung/aktuelle-luftdaten#/start?_k=qb2zq1">hier</a>und in der<a href="https://www.umweltbundesamt.de/themen/luft/luftqualitaet/app-luftqualitaet">UBA-App "Luftqualität"</a>. Mit unsere App können Sie sich jederzeit über die zu erwartende Ozonbelastung informieren und bei erhöhten Werten automatisch warnen lassen. Je nach Höhe der Belastung gibt die App Gesundheitstipps für Aktivitäten im Freien. Die App ist kostenlos und werbefrei und für die Betriebssysteme iOS und Android erhältlich.</p>
Viele Farben und Lacke enthalten als Lösemittel sogenannte VOC (Volatile Organic Compounds). Zu dieser Gruppe flüchtiger organischer Substanzen zählen Luftschadstoffe, die u. a. Sommersmog verursachen können bzw. als Ozon-Vorläufersubstanzen zur Zerstörung der Ozonschicht beitragen. Aus diesen Gründen wurden die Richtlinie Nr. 2004/42/EG (Decopaint-Richtlinie) und Lösemittelhaltige Farben- und Lack- Verordnung (ChemVOCFarbV) erlassen, die den Gehalt an flüchtigen organischen Verbindungen in bestimmten Farben und Lacken zur Beschichtung von Gebäuden, ihren Bauteilen und dekorativen Bauelementen sowie in Produkten der Fahrzeugreparaturlackierung begrenzen, um die VOC-Emissionen zu vermeiden oder zu verringern. Auf den Verpackungen VOC-haltiger Produkte sind verpflichtend der maximale Gehalt sowie der gesetzlich geregelte Grenzwert für die jeweilige Produktkategorie anzugeben! Aktualisierungsdatum 11.02.2025 Nutzungsbedingungen externer Webseiten - ECHA - EUR-Lex - BAuA - Bundesumweltministerium
Auch wenn Überschreitungen der Informations- und Alarmschwelle der derzeit geltenden Luftqualitäts-Richtlinie (LQ-RL) mittlerweile seltener auftreten als zu Beginn der 1990-er Jahre, ist eine deutliche Reduzierung der Zielwertüberschreitungen nicht erkennbar. Zudem zeigen die im Jahr 2019 vereinzelt gemessenen Stundenwerte um 300 mikro g/m3, dass bei außerordentlich hohen Temperaturen, die durch den Klimawandel möglicherweise vermehrt auftreten können, nach wie vor mit sehr hohen Ozonkonzentrationen gerechnet werden muss. Mit einer Quellenzuordnung (source apportionment) für Ozon soll herausgefunden werden, inwiefern Emissionen von Vorläuferstoffen innerhalb Deutschlands zur Ozonkonzentration beitragen und wie groß die Beiträge von Emissionen außerhalb Deutschlands (Nachbarländer, Europa, Welt) sind. Dabei sind sowohl die Schwankungen der Ozonkonzentration im Tages- und Jahresverlauf als auch die überregionalen Unterschiede in Deutschland zu berücksichtigen.
<p>Die Höhe der Ozon-Spitzenkonzentrationen und die Häufigkeit sehr hoher Ozonwerte haben seit Mitte der 1990er-Jahre deutlich abgenommen. Der Zielwert zum Schutz der menschlichen Gesundheit wird jedoch weiterhin überschritten. Im Unterschied zu der Entwicklung der Spitzenwerte nahmen die Ozon-Jahresmittelwerte in städtischen Wohngebieten im gleichen Zeitraum zu.</p><p>Überschreitung von Schwellenwerten</p><p>Um gesundheitliche Risiken für die Bevölkerung bei kurzfristiger <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/e?tag=Exposition#alphabar">Exposition</a> gegenüber erhöhten Ozonkonzentrationen auszuschließen, legt die<a href="https://www.bmuv.de/gesetz/39-verordnung-zur-durchfuehrung-des-bundes-immissionsschutzgesetzes/">39. BImSchV</a>Informations- und Alarmschwellenwerte fest (siehe Tab. „Zielwerte, langfristige Ziele und Alarmschwellen für den Schadstoff Ozon“). Der Informationsschwellenwert von 180 Mikrogramm pro Kubikmeter (µg/m³), gemittelt über eine Stunde, dient dem Schutz der Gesundheit besonders empfindlicher Bevölkerungsgruppen. Bei der Überschreitung des Alarmschwellenwertes von 240 µg/m³, gemittelt über eine Stunde, besteht ein Gesundheitsrisiko für die Gesamtbevölkerung.</p><p>Seit 1995 hat die Zahl der Stunden mit Ozonwerten über 180 beziehungsweise 240 µg/m³ deutlich abgenommen (siehe Abb. „Überschreitungsstunden der Informationsschwelle (180 µg/m³) für bodennahes Ozon, Mittelwert über ausgewählte Stationen“ und Abb. „Überschreitungsstunden der Alarmschwelle (240 µg/m³) für bodennahes Ozon, Mittelwert über ausgewählte Stationen)“). Diese Abnahme ist von zwischenjährlichen Schwankungen überlagert, die auf die jährlich schwankenden meteorologischen sommerlichen Witterungsbedingungen zurückzuführen sind. Besonders deutlich ist dies im Jahr 2003 erkennbar. Im Sommer 2003 wurde eine außergewöhnlich langanhaltende Wettersituation beobachtet, welche die Ozonbildung begünstigte. Der Ozonsommer 2003 ist daher hinsichtlich der Spitzenwerte ein Sonderfall.</p><p>Verglichen mit dem Jahr 1990 sind die Emissionen der Ozonvorläuferstoffe (Stickstoffoxide und flüchtige organische Verbindungen ohne Methan) in Deutschland bis 2023 um 70 % beziehungsweise 75 % zurückgegangen (siehe<a href="https://www.umweltbundesamt.de/daten/luft/luftschadstoff-emissionen-in-deutschland/stickstoffoxid-emissionen">„Stickstoffoxid-Emissionen“</a>und<a href="https://www.umweltbundesamt.de/daten/luft/luftschadstoff-emissionen-in-deutschland/emission-fluechtiger-organischer-verbindungen-ohne">„Emission flüchtiger organischer Verbindungen ohne Methan“</a>). Der geringere Ausstoß von Ozonvorläufersubstanzen führte bereits in den 1990er Jahren zu einer Abnahme der Ozonspitzenwerte.</p><p>Zielwerte und langfristige Ziele für Ozon</p><p>Seit 2010 gibt es zum Schutz der menschlichen Gesundheit für Ozon einen europaweit einheitlichen Zielwert: 120 Mikrogramm pro Kubikmeter (µg/m³) als 8-Stunden-Mittel sollen nicht öfter als 25-mal pro Kalenderjahr, gemittelt über drei Jahre, überschritten werden. Um die meteorologische Variabilität der einzelnen Jahre bei einer langfristigen Betrachtung zu berücksichtigen, wird über einen Zeitraum von drei Jahren gemittelt. Die meisten Überschreitungen werden an ländlichen Hintergrundstationen registriert, also entfernt von den Quellen der Vorläuferstoffe (siehe Abb. „Prozentualer Anteil der Messstationen mit Überschreitung des Zielwertes für Ozon“). Das liegt daran, dass Stickstoffmonoxid (NO), das in Autoabgasen enthalten ist, mit Ozon reagiert. Dabei wird Ozon abgebaut, so dass die Ozonbelastung in Innenstädten deutlich niedriger ist. Andererseits werden die Ozonvorläuferstoffe mit dem Wind aus den Städten heraus transportiert und tragen entfernt von deren eigentlichen Quellen zur Ozonbildung bei.</p><p>Langfristig soll der 8-Stunden-Mittelwert von 120 µg/m³ während eines Kalenderjahres nicht mehr überschritten werden. Dieses Ziel wird in Deutschland allerdings an kaum einer Station eingehalten. Die höchste Zahl an Überschreitungstagen wird üblicherweise an ländlichen Hintergrundstationen registriert (siehe Abb. „Zahl der Tage mit Überschreitung des Ozon-Zielwertes (120 µg/m³) zum Schutz der menschlichen Gesundheit, Mittelwert über ausgewählte Stationen“).</p><p>Entwicklung der Jahresmittelwerte</p><p>Jahresmittelwerte der Ozonkonzentrationen spielen bei der Bewertung der Belastung eine nachgeordnete Rolle. Dennoch können sie zur Beurteilung der Immissionssituation verwendet werden. Die Jahresmittelwerte haben eine größere Bedeutung für die langfristige Entwicklung der Ozonbelastung, sofern historische Werte herangezogen werden.</p><p>Die Jahresmittelwerte der Ozonkonzentration von 1995 bis 2024 zeigen an städtischen Stationen insgesamt einen zunehmenden Trend. Einerseits nahmen die Ozonspitzenwerte durch die Minderungsmaßnahmen für die NOx- und <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/n?tag=NMVOC#alphabar">NMVOC</a>-Emissionen in Deutschland deutlich ab, andererseits führte dies wegen der Verringerung des Titrationseffekts (Ozonabbau durch Stickstoffmonoxid) zu einem Anstieg der mittelhohen Ozonkonzentrationen, was schließlich bei den Jahresmittelwerten sichtbar wird (siehe Abb. „Trend der Ozon-Jahresmittelwerte“). Zudem wird von einer zunehmenden Bedeutung des interkontinentalen (hemisphärischen) Transports für die Ozonbelastung in Deutschland und Europa aufgrund der industriellen Emissionen in Asien und Nordamerika ausgegangen.</p><p>Bodennahes Ozon</p><p>Ozon (O3) wird nicht direkt freigesetzt, sondern bildet sich in den unteren Luftschichten der <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/a?tag=Atmosphre#alphabar">Atmosphäre</a> bis in etwa zehn Kilometer Höhe bei intensiver Sonneneinstrahlung durch komplexe photochemische Reaktionen von Sauerstoff und Luftverunreinigungen. Vor allem flüchtige organische Verbindungen (<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/v?tag=VOC#alphabar">VOC</a> = volatile organic compounds) einschließlich Methan sowie Stickstoffoxide (NOx) sind an diesen Reaktionen beteiligt.</p><p>Herkunft</p><p>Die Emissionen von flüchtigen organischen Verbindungen und Stickstoffoxiden, den sogenannten Ozon-Vorläuferstoffen, werden überwiegend durch den Menschen verursacht. Hinzu kommt eine natürliche sogenannte Ozon-Hintergrundbelastung, die von hemisphärischem Transport und natürlichen Bildungsprozessen herrührt. Eine wichtige Quelle für die <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/e?tag=Emission#alphabar">Emission</a> der Ozon-Vorläuferstoffe stellt der Kraftfahrzeugverkehr dar. Darüber hinaus werden besonders aus dem Kraftwerksbereich Stickstoffoxide und aus der Anwendung von Lacken und Lösungsmitteln flüchtige organische Verbindungen emittiert (siehe<a href="https://www.umweltbundesamt.de/daten/luft/luftschadstoff-emissionen-in-deutschland/stickstoffoxid-emissionen">„Stickstoffoxid-Emissionen“</a>und<a href="https://www.umweltbundesamt.de/daten/luft/luftschadstoff-emissionen-in-deutschland/emission-fluechtiger-organischer-verbindungen-ohne">„Emission flüchtiger organischer Verbindungen ohne Methan“</a>). Die Emissionen sind teilweise auch natürlichen Ursprungs, zum Beispiel Ausdünstungen flüchtiger organischer Stoffe aus Laub- und Nadelbäumen.</p><p>Gesundheitliche Wirkungen</p><p>Viele Menschen leiden an Tagen hoher Ozonkonzentration an Reizungen der Augen (Tränenreiz) und Schleimhäute (Husten) sowie − verursacht durch Begleitstoffe des Ozons − an Kopfschmerzen. Diese Reizungen sind von der körperlichen Aktivität weitgehend unabhängig. Ihr Ausmaß wird primär durch die Aufenthaltsdauer in der ozonbelasteten Luft bestimmt.</p><p>Die Empfindlichkeit der Menschen gegenüber Ozon ist sehr unterschiedlich ausgeprägt. Eine Risikogruppe lässt sich nicht genau eingrenzen. Man geht davon aus, dass etwa 10 bis 15 Prozent der Bevölkerung (quer durch alle Bevölkerungsgruppen) besonders empfindlich auf Ozon reagieren.</p><p>Vor allem die Atemwege sind von der Ozonwirkung betroffen. Neben Reizungen der Schleimhäute in den oberen Atemwegen kann Ozon bei tiefer oder häufiger Einatmung (etwa bei körperlicher Aktivität) verstärkt bis in die tiefen Lungenabschnitte gelangen und dort durch seine hohe Reaktionsbereitschaft Gewebe schädigen und entzündliche Prozesse auslösen. Vor allem nach reger körperlicher Aktivität im Freien wurde bei Schulkindern und Erwachsenen eine verminderte Lungenfunktion nachgewiesen. Diese funktionellen Veränderungen und Beeinträchtigungen normalisierten sich im Allgemeinen spätestens 48 Stunden nach Expositionsende. Im Gegensatz zur Veränderung der Lungenfunktionswerte bildeten sich entzündliche Reaktionen des Lungengewebes nur teilweise zurück.</p><p>Die Reizwirkungen sind im Sinne einer Vorschädigung des Lungengewebes zu verstehen, durch die sowohl eine Sensibilisierung durch chemische oder biologische Allergene ermöglicht als auch die Auslösung von allergischen Symptomen begünstigt werden kann.</p><p>Messdaten</p><p>Die Ozonkonzentration wird an rund 260 Messstationen in Deutschland überwacht. An den Messstellen, die das Umweltbundesamt im ländlichen Hintergrund betreibt, wurde im Zeitraum 1980 bis zum Ende der 1990er-Jahre ein Anstieg der Jahresmittelwerte der Ozonkonzentration registriert, der sich in den folgenden Jahren nicht fortsetzte.</p>
Stickstoffdioxid (NO 2 ) Partikel (PM 10 ) Partikel (PM 2,5 ) Ozon (O 3 ) Meteorologie Die vorliegende Übersicht informiert über die Belastung durch die wichtigsten Luftschadstoffe und dient zur ersten Einordnung der Luftschadstoffbelastung in Berlin im Jahr 2023. Eine vollständige Auswertung für alle Luftschadstoffe erfolgt in den Jahresberichten des Berliner Luftgütemessnetzes: Luftdaten-Archiv: Berichte und ergänzende Daten Im Jahr 2023 wurde die Luftqualität gemäß 39. Bundes-Immissionsschutzverordnung (39. BImSchV) an 47 Standorten gemessen, darunter 17 Messcontainer. Sieben dieser 17 Messcontainer sind verkehrsnah und jeweils fünf in innerstädtischen Wohngebieten und am Stadtrand platziert. An den übrigen Standorten werden vereinfachte Verfahren wie Kleinstsammler oder Passivsammler eingesetzt. Links Alle Informationen zu den Messstationen und die Messwerte Stündliche aktualisierte Messergebnisse der automatischen Stationen des BLUME und ein aktueller Luftqualitätsindex Weitere Informationen zu den Grenz- und Zielwerten für die Beurteilung der Luftqualität Mehr Informationen zu den relevanten Schadstoffquellen Der lokale Dieselverkehr ist der Hauptverursacher für die Stickstoffdioxidbelastung in Berlin. Die im Jahr 2023 vom Berliner Luftgütemessnetz ermittelten NO 2 -Jahresmittelwerte sind in der Abbildung 1 dargestellt. Unterschieden wird hier zwischen automatischen Messgeräten in Messcontainern und Passivsammlern. Die Jahresmittelwerte werden für eine bessere Übersicht in Abbildung 2 als Balkendiagramm nach aufsteigender NO 2 -Belastung sortiert dargestellt. Die Passivsammler, die für die Beurteilung der Luftqualität an die EU gemeldet werden, sind in der Abbildung mit einem Stern (*) gekennzeichnet. Für das Jahr 2023 lassen sich die NO 2 -Jahresmittelwerte in Berlin wie folgt zusammenfassen: am Stadtrand: 7 bis 9 µg/m³ im städtischen Hintergrund: 12 bis 18 µg/m³ an den kontinuierlich messenden verkehrsnahen Stationen: 20 bis 32 µg/m³ beurteilungsrelevante Passivsammler an Straßen: 23 bis 38 µg/m³ Damit traten die höchsten Konzentrationen an den Straßenmessstellen auf. In den Wohngebieten der Innenstadt fällt die Konzentration etwa auf die Hälfte ab. Am Stadtrand beträgt sie nur noch circa ein Viertel der Belastung, die an den innerstädtischen Hauptverkehrsstraßen gemessen wird. Der Grenzwert für NO 2 von 40 µg/m³ (für den Jahresmittelwert) wurde 2023 an allen Messpunkten, die beurteilungsrelevant sind, eingehalten. Zusätzlich zur langfristigen Belastung mit NO 2 wird auch die kurzfristige Spitzenbelastung beurteilt. Hierfür gilt ein Immissionsgrenzwert für das 1-Stundenmittel von 200 µg/m³, wobei 18 Überschreitungen pro Kalenderjahr zulässig sind. In 2023 wurde dieser Wert an keiner Stunde und an keiner Messstation ermittelt. Im Vergleich zum Vorjahr 2022 gab es stadtweit einen leichten Rückgang der Stickstoffdioxidkonzentration. Der flächendeckende Konzentrationsrückgang weist darauf hin, dass dieser durch eine meteorologisch günstige Situation zustande gekommen ist. Auch die Flotte der Dieselfahrzeuge wird von Jahr zu Jahr sauberer, da immer mehr Fahrzeuge den strengsten Abgasstandard Euro 6d erfüllen. Zudem wurden zunehmend Doppeldeckerbusse der BVG außer Betrieb genommen, die erhöhte Stickoxidemissionen verursachen. Zwei Messstandorte gilt es 2023 differenziert zu betrachten: Der Standort Friedrichstraße 172 (MS 562) befand sich bis Juli 2023 innerhalb eines verkehrsberuhigten Bereichs, der anschließend wieder für den Verkehr geöffnet wurde. Dies erklärt den geringen Jahresmittelwert von 18 µg/m³, der somit nicht repräsentativ für eine Straßenmessstelle ist. Der Standort Schildhornstraße 76 (MC117) erfasst unter anderem die Verkehrsemissionen am Ausläufer der A100. Durch die Sperrung des Schlangenbader Tunnels seit April 2023 verteilte sich der Nord-Süd-Verkehr über die angrenzenden Wohngebiete um den Breitenbachplatz. Die Verkehrsbelastung und damit auch der Schadstoffausstoß waren somit am Standort des Messcontainers in der zweiten Jahreshälfte deutlich geringer. Dadurch sank der Jahresmittelwert gegenüber dem Vorjahr um 8 µg/m³. Im August 2022 konnten die letzten vier Streckenabschnitte mit Dieselfahrverboten aufgehoben werden. An allen Streckenabschnitten konnte 2023 kein Anstieg der Stickstoffdioxidkonzentration beobachtet werden: Bei der Beurteilung der PM 10 -Belastung wird europaweit die Konzentration der gesundheitlich besonders bedenklichen Partikel mit einem aerodynamischen Durchmesser kleiner als 10 Mikrometer (PM 10 ) betrachtet. Diese Partikel haben sowohl vom Menschen beeinflusste als auch natürliche Quellen. Zu letzteren gehören Bodenerosion, Meeresgischt, Waldbrände und Saharastaub sowie biogene Partikel wie Pollen, Viren, Bakterien- und Pilzsporen sowie Pflanzenreste. Primäre Partikel, die direkt aus Quellen wie Verbrennungsprozessen, z.B. Dieselruß, stammen, werden von sekundären Partikeln unterschieden, die sich in der Atmosphäre aus Schadgasen wie Schwefel- und Stickstoffoxiden, Ammoniak oder Kohlenwasserstoffen bilden. Die Bildung sekundärer Partikel muss besonders bei großräumigen Transporten von Luftschadstoffen in der Atmosphäre berücksichtigt werden. Bedeutende PM 10 -Quellen sind Verkehr, Kraft- und Fernheizwerke, Kaminöfen, Heizungen in Wohnhäusern, Baustellen, Schüttgutumschlag und verschiedene industrielle Prozesse. An verkehrsnahen Stationen treten in der Regel höhere Werte auf als im städtischen Hintergrund, insbesondere an Tagen bei Wetterlagen mit schlechten Austauschbedingungen. Hier tragen die noch nicht geminderten Emissionen aus dem Abrieb von Reifen und Bremsen sowie aus der Aufwirbelung von Partikeln von der Straßenoberfläche zu erhöhten Tagesmittelwerten bei. Zu lokalen Konzentrationsspitzen tragen zudem auch Baustellen bei. Hingegen verursacht Dieselruß nur noch etwa 4 % der PM 10 -Belastung an einer Straße. Partikel PM 10 können je nach Wetterlage über hunderte bis tausende Kilometer transportiert werden. Etwa 62 % der PM 10 -Belastung an verkehrsnahen Messpunkten in der Berliner Innenstadt stammt aus Quellen außerhalb Berlins. Seit 2005 liegt der Grenzwert für das PM 10 -Jahresmittel zum Schutz der menschlichen Gesundheit bei 40 µg/m³ und der Tagesgrenzwert bei 50 µg/m³. Letzterer darf pro Kalenderjahr maximal an 35 Tagen überschritten werden. Die Jahresmittel für die einzelnen Stationen sind in Abbildung 3 abgebildet. Für das Jahr 2023 lassen sich die PM 10 -Jahresmittelwerte in Berlin wie folgt zusammenfassen: am Stadtrand: 12 bis 15 µg/m³ im städtischen Hintergrund: 15 bis 17 µg/m³ verkehrsnah an Hauptverkehrsstraßen: 17 bis 19 µg/m³ Problematischer als der Jahresgrenzwert war stets die Einhaltung des Grenzwertes für das Tagesmittel. Tabelle 2 fasst die Zahl der Überschreitungen des Kurzzeitgrenzwertes im Jahr 2023 zusammen. Der Tagesgrenzwert für PM 10 von 50 µg/m³ als Tagesmittel wurde im Jahr 2023 an verkehrsnahen Messstationen lediglich an ein bis vier Tagen überschritten. Der höchste Tagesmittelwert von 69 µg/m³ trat wie im Vorjahr an der Silbersteinstraße auf – am Neujahrstag durch das Silvesterfeuerwerk. In Wohngebieten im städtischen Hintergrund wurde eine Überschreitung gezählt. Hier war die Ursache eine nahegelegene Baustelle. Am Stadtrand lagen wie schon 2022 alle Tagesmittelwerte unter 50 µg/m³. Somit ist weiterhin ein rückläufiger Trend erkennbar. Die jährlichen Schwankungen sind jedoch bei den Überschreitungstagen sehr viel ausgeprägter als beim Jahresmittelwert. Die Anzahl der Überschreitungen des Grenzwertes für das Tagesmittel sind noch viel stärker von meteorologischen Bedingungen und der Häufigkeit von austauscharmen Hochdruckwetterlagen mit südlichen bis östlichen Winden abhängig, als die Mittelwerte für die einzelnen Kalenderjahre. 2023 war ein meteorologisches günstiges Jahr mit wenigen Hochdruckwetterlagen und vermehrt westlichen bis südwestlichen Winden. Damit kann die geringe Anzahl an Überschreitungen erklärt werden. Eine Teilmenge des PM 10 sind die feineren Partikel PM 2,5 , deren aerodynamischer Durchmesser kleiner als 2,5 Mikrometer ist. In Berlin bestehen im Mittel ca. 60 bis 70 % der PM 10 -Fraktion aus den kleineren PM 2,5 -Partikeln. Die wichtigsten Quellen dieser kleinen Partikel sind Verbrennungsprozesse und die Bildung von Sekundärpartikeln aus Gasen. Die Jahresmittel für die einzelnen Stationen sind in Abbildung 4 abgebildet. Für das Jahr 2023 lassen sich die PM 2,5 -Jahresmittelwerte in Berlin wie folgt zusammenfassen: am Stadtrand: 8 bis 9 µg/m³ im städtischen Hintergrund: 10 µg/m³ verkehrsnah an Hauptverkehrsstraßen: 11 bis 12 µg/m³ Der seit 2015 gültige Grenzwert für den Schutz der menschlichen Gesundheit von 25 µg/m³ im Jahresmittel wurde an allen Messstationen eingehalten. Gegenüber 2022 konnte berlinweit ein leichter Rückgang der PM 2,5 -Konzentration festgestellt werden. Grund dafür ist womöglich die günstigere meteorologische Situation im Jahr 2023. Bodennahes Ozon ist ein Schadstoff, der nicht direkt freigesetzt, sondern in der Atmosphäre bei intensiver Sonneneinstrahlung über photochemische Prozesse aus Stickstoffdioxid gebildet wird. Dabei entsteht ein Gleichgewicht zwischen Auf- und Abbau, da das dabei entstehende Stickstoffmonoxid wiederum Ozon abbaut. Der Kreislauf wird jedoch durch einige Stoffe gestört und das vorherrschende Gleichgewicht verschiebt sich zur verstärkten Ozonbildung. Zu den wichtigen Störstoffen gehören flüchtige organische Verbindungen (VOC), Kohlenstoffmonoxid (CO) und Kohlenwasserstoffe wie Methan. Diese sogenannten Ozonvorläufersubstanzen stammen sowohl aus menschengemachten, als auch aus natürlichen Quellen. In Berlin wird bodennahes Ozon seit Jahren an zwei städtischen und fünf regionalen Hintergrundstationen am Stadtrand gemessen. Am Stadtrand treten tendenziell die höchsten Konzentrationen auf, da dort der Abbau von Ozon durch geringe Stickstoffmonoxid-Konzentrationen eingeschränkt ist. Im Jahr 2019 wurde das Ozon-Monitoring um die Messstelle in der Frankfurter Alle (MC174) erweitert, da sich ein steigender Trend in der mittleren Belastung angedeutet hat. JM: Jahresmittel MAX_8h: Maximaler 8-Stunden-Mittelwert N120_8h: Anzahl an Tagen, an denen Max_8h den Zielwert von 120 µg/m³ überschritten hat N120_3J: Anzahl an Tagen, an denen N120_8h über die letzten 3 Kalenderjahre den Zielwert von 120 µg/m³ überschritten hat. N180: Anzahl der 1-Stunden-Mittel in denen die Informationsschwelle von 180 µg/m³ überschritten wurde Zum Schutz der menschlichen Gesundheit gibt es eine Reihe von Kennwerten. Diese sind in Tabelle 3 für das Jahr 2023 aufgeführt. Zunächst aufgeführt ist das Jahresmittel (JM). Einen Grenzwert gibt es hierfür nicht. Auffällig ist, dass alle Werte nahe bei einander liegen, was auf eine gleichmäßige Verteilung der Ozonbelastung hindeutet. Der europaweite Zielwert zum Gesundheitsschutz ist der Mittelwert über 8 Stunden bei einer Konzentrationsschwelle von 120 µg/m³ (N120_8h) mit einer zulässigen Anzahl von Überschreitungen an 25 Tagen im 3-Jahresmittel (N120_3J). Der Wert wird über 3 Jahre gemittelt, um den starken Einfluss der Witterung auf die Ozon-Konzentration zu berücksichtigen. Der höchste 8-Stunden-Mittelwert wurde 2023 in Friedrichshagen mit 142 mg/m³ gemessen. Hier wurden auch die meisten Überschreitungen verzeichnet. Der europaweite Zielwert wurde im Jahr 2023 dennoch an allen Messstationen eingehalten. Zusätzlich zum Zielwert gibt es eine Alarmschwelle, bei dessen Überschreitung bereits bei kurzzeitiger Exposition eine Gefahr für die menschliche Gesundheit besteht. Für Ozon wird ab einer Konzentration von 180 µg/m³ die Öffentlichkeit informiert und ozonempfindlichen Personen wird empfohlen, lang andauernde und körperlich anstrengende Tätigkeiten im Freien zu vermeiden. Zu einer Überschreitung der Informationsschwelle von 180 µg/m³ kam es im Kalenderjahr 2023 nicht. AOT40: Summe der Ozon-Werte, die über 80 µg/m³ (40 ppb) liegen, addiert über die Monate Mai bis Juli zwischen 8:00 Uhr und 20:00 Uhr (Langfristiges Ziel zum Schutz der Vegetation: 6.000 µg/m³ h) AOT40_5: AOT40 gemittelt über die letzten 5 Kalenderjahre (Zielwert zum Schutz der Vegetation ab 2010: 18.000 µg/m³ h) *: nicht genug Messwerte Ähnlich wie für den Schutz der menschlichen Gesundheit wird ein Indikator für die Schädigung der allgemeinen Vegetation in Form des Summenparameters AOT40 (Accumulated Ozone Exposure over a threshold of 40 ppb) verwendet. Dieser ist in Tabelle 4 aufgelistet. Der AOT40 wird aus der kumulierten Differenz zwischen einem Stundenwerten über 40 ppb und dem Schwellenwert von 40 ppb (das entspricht ca. 80 µg/m³) in Bodennähe ermittelt. Dabei wird nur der Zeitraum innerhalb der Vegetationsperiode, d.h. von Mai bis Juli, zwischen 8 und 20 Uhr (MEZ) berücksichtigt. Zu dieser Zeit gelten Pflanzen als besonders ozonempfindlich. Seit 2010 ist ein Zielwert (AOT40_5) von 18.000 µg/m³ h, gemittelt über 5 Jahre, soweit wie möglich einzuhalten. Als langfristiges Ziel ist ein Jahreswert von 6.000 µg/m³ h festgelegt, allerdings ohne Angabe, bis wann dieser Wert eingehalten werden soll. Der AOT40, die Summe über Mai bis Juli, lag im Kalenderjahr 2023 bei einem Maximalwert von 16.543 µg/m³ h. Der AOT40_5-Wert, also der ATO40-Wert gemittelt über 5 Jahre, lag zwischen 7.836 und 15.502 µg/m³ h und blieb damit auch an der höchst belasteten Messstation in Friedrichshagen (MC085) unter dem seit 2010 geltenden Zielwert zum Schutz der Vegetation von 18.000 µg/m³ h. Dahingegen wird das langfristige Ziel von 6.000 µg/m³h deutlich überschritten. Das Wetter hat einen erheblichen Einfluss auf die Luftqualität und trägt zu Schwankungen der Jahresmittelwerte und der Kurzzeitwerte von Jahr zu Jahr bei. Dabei werden sowohl der Ausstoß von Schadstoffen als auch deren Transport, Umwandlung und Ausscheidung aus der Atmosphäre beeinflusst.
Video in English: Hauptstadtluft: Why we do not measure everywhere Türkçe video: Başkent havasi: Neden her yerde ölçüm yapmiyoruz Die Luftgütemessnetze platzieren ihre Messstellen sorgfältig, damit die Messwerte aussagekräftig und vergleichbar sind. Unsere Messwerte sind schließlich die Grundlage für die Bewertung der Luftbelastung und für die Beurteilung, ob Grenzwerte eingehalten oder überschritten werden. Damit wir die Luftqualität in unserer Stadt beurteilen können, ist die Vergleichbarkeit der Messungen nicht nur zwischen den Messstellen des Berliner Luftgütemessnetzes erforderlich, sondern sie muss auch mit den deutschen Bundesländern, den anderen Mitgliedsstaaten der EU und dem außereuropäischen Ausland gewährleistet werden. Für die Vergleichbarkeit der Messungen ist die Platzierung der Messstellen genauso wichtig wie unsere qualitativ hochwertige und moderne Messtechnik. Deshalb hat der Gesetzgeber sowohl Anforderungen an die Messtechnik als auch Kriterien für die Standortauswahl festgelegt. Um die Luftqualität im Hinblick auf die menschliche Gesundheit beurteilen zu können, benötigen wir sowohl Daten für Bereiche mit den höchsten Werten, denen die Bevölkerung direkt oder indirekt über einen der im Vergleich zum jeweiligen Grenzwert relevanten Zeitraum ausgesetzt ist, als auch Daten für Bereiche mit Werten, die für die Exposition der Bevölkerung allgemein repräsentativ sind. Für viele Luftschadstoffe, allen voran Partikel PM 10 und Stickstoffdioxid NO 2 , ist die Belastung an Hauptverkehrsstraßen am höchsten. Für Ozon, das aus so genannten Vorläufersubstanzen gebildet wird, finden wir dagegen die höchsten Konzentrationen an unseren Stationen am Stadtrand. Für alle Substanzen messen wir die für die Belastung der Bevölkerung allgemein relevanten Werte dort, wo die Menschen wohnen: in den Wohngebieten der Innenstadt. Um diese „Belastungsregime“ abzudecken, erfüllt jede Messstelle unseres großstädtischen Berliner Messnetzes die Charakteristik einer der drei Kategorien „Verkehr“, „städtischer Hintergrund“, „Stadtrand“. Für die Auswahl des Standortes ist sehr wichtig, dass unsere Messstellen nicht nur eine Aussage über die Belastung in ihrer unmittelbaren Umgebung ermöglichen sollen, sondern für ein größeres Gebiet und darüber hinaus nach Möglichkeit auch für andere, nicht in der Nähe gelegene Bereiche mit ähnlicher Charakteristik repräsentativ sind. Nur so können wir mit unseren 16 Messcontainern, deren Daten durch weitere Messungen und durch Modellierungen ergänzt werden, die Luftqualität im gesamten Gebiet unserer Stadt beurteilen. Für die konkrete Platzierung unserer Messstellen und der Probenahmen für unsere Messungen berücksichtigen wir eine ganze Reihe von Kriterien, damit die Messungen die gesetzlichen Anforderungen erfüllen und damit aussagekräftig in Bezug auf die Grenzwerte für die menschliche Gesundheit sind. Für eine ungestörte und unverfälschte Probenahme befinden sich die Messeinlässe in 3,5 bis 4 Meter Höhe über Grund und sind in einem gewissen Abstand von Gebäuden und anderen Hindernissen (z.B. Balkone, Bäume) platziert. Weiterhin wird darauf geachtet, dass sich in nächster Nähe keine Emissionsquellen befinden. Für Verkehrsmessstellen müssen wir vor allem darauf achten, dass sich dort, wo wir die Luft beproben, die Emission aus den Fahrzeugen schon ausreichend mit der Umgebungsluft vermischt hat. Um dies zu erreichen, achten wir darauf, dass der Abstand zwischen der Mitte der nächstgelegenen Fahrspur und der Probenahme mindestens vier Meter beträgt. Der Gesetzgeber hat auch festgelegt, dass der Abstand zum Rand verkehrsreicher Kreuzungen mindestens 25 Meter betragen muss. Damit eine Messstelle wirklich den Verkehr abbildet, darf sie aber höchstens 10 Meter vom Fahrbahnrand entfernt liegen. Messstellen für den Verkehr müssen für einen Straßenabschnitt von mindestens 100 Meter Länge repräsentativ sein. Für Messstellen für Ozon ist sehr wichtig, dass ein ausreichender Abstand zu Emissionsquellen gewährleistet ist, und sie müssen für größere Gebiete von mindestens einigen Quadratkilometern repräsentativ sein. Berliner Luftgütemessnetz
Tropospheric ozone is an air pollutant that causes risks to human health and vegetation. This literature study summarises results of experiments, in which the effects of ozone on plants has been investigated in combination with factors of climate change, enhanced concentration of carbon dioxide in the air as well as nitrogen deposition. The results are needed for a sound risk assessment for plants under current and future environmental conditions. Such model-based risk assessments are the scientific basis for deriving and settling of measures for emission reduction of ozone precursors. Veröffentlicht in Texte | 29/2021.
<p>Ist es lange heiß, kann sich Ozon bilden. Auch 2021 wurde der Informationsschwellenwert von 180 µg/m³ bereits einige Male überschritten. Was ist Ozon, wie entsteht es, warum ist es gefährlich für die Gesundheit?</p><p>Ab einem Ozonwert von 180 µg/m3 (Mikrogramm pro Kubikmeter Luft) im Ein-Stunden-Mittelwert werden über die Medien Verhaltensempfehlungen an die Bevölkerung gegeben. Diese Schwelle ist 2021 bereits einige Male überschritten worden. Problemregionen sind vor allem Baden-Württemberg, Nordrhein-Westfalen, Rheinland-Pfalz, Hessen und das Saarland. Aktuelle Werte und Prognosen für die nächsten zwei Tage gibt es im<a href="https://www.umweltbundesamt.de/daten/luft/luftdaten">Portal Luftdaten</a>und in der<a href="https://www.umweltbundesamt.de/themen/luft/luftqualitaet/app-luftqualitaet">Smartphone-App Luftqualität</a>. Mit unserer App können Sie sich jederzeit über die zu erwartende Ozonbelastung informieren und bei erhöhten Werten automatisch warnen lassen. Je nach Höhe der Belastung gibt die App Gesundheitstipps für Aktivitäten im Freien. Die App ist kostenlos und werbefrei und für die Betriebssysteme iOS und Android erhältlich.</p><p>Besonders hoch sind die Ozonwerte bei sommerlichem <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/w?tag=Wetter#alphabar">Wetter</a> in den Nachmittagsstunden. Wer empfindlich auf Ozon reagiert, sollte Sport und andere körperlich anstrengende Tätigkeiten möglichst in den Abend, besser noch in die frühen Morgenstunden legen. Dann ist die Belastung deutlich geringer. Die Wohnung sollte am besten auch morgens gelüftet werden und dann die Fenster bis zum Abend geschlossen bleiben.</p><p>Leider bringt es nichts, den Sport vom Stadtpark in den Wald zu verlegen, denn die Ozonwerte sind außerhalb der Innenstädte oft deutlich höher. Die höchsten Ozonwerte werden regelmäßig am Stadtrand und in den angrenzenden ländlichen Gebieten gemessen. Denn die Vorläuferstoffe des Ozons (Stickoxide aus dem Verkehr und flüchtige organische Verbindungen aus Lösemitteln von Farben, Lacken, Klebstoffen oder Reinigungsmitteln) werden durch Wind aus der Stadt transportiert, wo sie zu Ozon reagieren. Dagegen wird Ozon in Innenstädten durch die Reaktion von Stickstoffmonoxid (NO) aus Autoabgasen mit Ozon abgebaut. Deshalb ist die Ozonbelastung in Innenstädten, wo viele Autos fahren, deutlich niedriger.</p><p>Das farblose und giftige Gas Ozon ist eines der wichtigsten Spurengase in der <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/a?tag=Atmosphre#alphabar">Atmosphäre</a>. Die in einer Höhe von 20 bis 30 Kilometern bestehende natürliche Ozonschicht schützt uns vor der schädlichen UV-Strahlung der Sonne. Entsteht Ozon allerdings am Boden, kann es in hohen Konzentrationen der Gesundheit schaden. Ozon reizt die Atemwege, verursacht Husten, Kopfschmerzen oder Atembeschwerden. Auch Einschränkungen der Lungenfunktion sind möglich. Gerade bei körperlicher Anstrengung und bei erhöhtem Atemvolumen kann sich das verstärken. Empfindliche oder vorgeschädigte Personen und durch Atemwegserkrankungen vorbelastete Kinder, sollten bei hohen Ozonwerten körperliche Anstrengungen im Freien vermeiden.</p><p>Die ganz hohen Ozonspitzenwerte aus früherer Zeit haben seit 1990 in Deutschland deutlich abgenommen. Aber die mittlere Belastung nahm zu. Die Ozonwerte dürfen den Wert von 120 µg /m3, im Mittel über 8 Stunden, an höchstens 25 Tagen pro Kalenderjahr (im Mittel über 3 Jahre) überschreiten.</p>
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