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Zeitliche Entwicklung der Feinstaubbelastung und Bewertung der gesundheitlichen Relevanz für Bevölkerung in Deutschland

INTRODUCTION Um die gesundheitliche Relevanz von Feinstaub (PM2,5) bewerten zu können, ist es notwendig, die Entwicklung der PM2,5-Exposition der Bevölkerung zu erfassen. Dafür wurden Zeitreihen (2010-2021) für zwei PM2,5-Indikatoren für Deutschland entwickelt: (1) die durchschnittliche bevölkerungsgewichtete PM2,5-Belastung pro Jahr sowie (2) der Bevölkerungsanteil, der über dem aktuellen WHO Luftqualitätsrichtwert für PM2,5 von 5 (micro)g/m3 im Jahresmittel exponiert ist. METHODS Zur Berechnung der beiden Indikatoren für den Zeitraum 2010-2021 wurden flächendeckend für Deutschland modellierte PM2,5-Jahresmittelkonzentrationen verwendet. Diese wurden mit räumlichen Informationen zur Bevölkerungsdichte aus dem Zensus 2011 verschnitten. Die Bevölkerungsdaten wurden dabei zusätzlich für das jeweilige Betrachtungsjahr gemäß der Fortschreibung des Bevölkerungsstandes skaliert. Darauf aufbauend konnte die Bevölkerung pro Jahr verschiedenen PM2.5-Expositionsklassen zugeordnet werden. RESULTS Über den Betrachtungszeitraum nahm die durchschnittliche bevölkerungsgewichtete PM2,5-Belastung in Deutschland um ca. 41 % ab: 2021 lag der Indikatorwert mit 9,3 (micro)g/m3 im Jahresmittel deutlich niedriger als 2010 mit 15,9 (micro)g/m3. Allerdings waren im gesamten Verlauf der Zeitreihe nahezu 100 % der Bevölkerung PM2.5-Jahresmittelkonzentrationen oberhalb des aktuellen WHO Richtwertes ausgesetzt. CONCLUSIONS/OUTLOOK Die rückläufige PM2,5-Belastung der deutschen Bevölkerung ist grundsätzlich sehr positiv zu bewerten. Maßnahmen der letzten Jahre zu Emissionsminderungen aus stationären Quellen und dem Verkehrsbereich haben maßgeblich hierzu beigetragen. Hingegen zeigt der extrem große Bevölkerungsanteil oberhalb des WHO Richtwertes, dass die bisherige PM2,5-Reduktion bei Weitem noch nicht zum Schutz der Gesundheit ausreicht. Vielmehr sind weitgreifende Maßnahmen zur deutlich stärkeren Senkung der Feinstaubkonzentrationen in Deutschland erforderlich. Quelle: 18. Jahrestagung DGEPI "Epidemiologie im Wandel - Innovationen und Herausforderungen" : 26.-28. September 2023, Würzburg ; Abstractbook / Deutsche Gesellschaft für Epidemiologie. Ulm: DGEPI, 2023

Pegelwesen

Als Teil des Fachbereichs Hydrologie ermittelt das Fachgebiet Pegelwesen neben den Fachgebieten Hydrometeorologie und Grundwassermessnetz die Grundlagendaten für wasserwirtschaftliche Fragestellungen. Das Pegelwesen ist dafür zuständig hochwertige Wasserstands- und Abflusszeitreihen bereitzustellen. Dies erfolgt durch sogenannte Pegel. In Nordrhein-Westfalen betreibt das LANUV rund 300 Pegel, deren Betrieb unter anderem Grundlage für Planung und Steuerung wasserwirtschaftlicher Systeme ist. Eine Pegellatte an einer Brücke, Foto: LANUV NRW Ein Pegel und eine Wasserstandsmessung werden häufig irrtümlich synonym verwendet. Zwar dient beides dazu die Höhe des Wasserspiegels in einem Gewässer zu ermitteln. Auch im Pegelhandbuch der LAWA wird einleitend von einer Wasserstandsmessstelle (Pegel) gesprochen. Jedoch ist das zentrale Messinstrument eines Pegels die Pegellatte. Diese ist an ein amtliches Höhensystem durch Referenzpunkte (Pegelfestpunkt) angeschlossen. Genau hier besteht der grundsätzliche Unterschied zu einer einfachen Wasserstandmessung ohne diesen Anschluss. Damit Daten von Wasserständen an Flüssen untereinander verglichen werden können ist ein solches Referenzsystem notwendig. Daher sollte der Anspruch bei der Einrichtung von Wasserstandsmessungen an Flüssen die eines Pegels sein. Ansonsten sind die erhobenen Daten schlecht zu vergleichen und für die Bereitstellung auf gemeinsamen Datenplattformen unbrauchbar. Der Pegelstand (W) bezeichnet die Höhe des Wasserspiegels über einem frei vom Pegelbetreiber definierten Bezugspunkt (Pegelnullpunkt). Damit lässt der gemessene Pegelstand zu keinem Zeitpunkt einen Rückschluss auf die im Pegelprofil oder an anderen Stellen im Gewässer tatsächlich vorhandene Gewässertiefe zu (siehe Abbildung 2). Diese kann je nach Einbaulage der Messeinrichtung sowohl größer als auch kleiner als der gemessene Wasserstand sein, der Pegelnullpunkt kann unter Umständen auch etwas tiefer als die Gewässersohle sein. Aktuelle Pegelstände der Pegel des LANUV sowie weiterer Betreiber können im Hochwasserportal NRW eingesehen werden. Die dort bereitgestellten Daten sind ungeprüfte Rohdaten, welche direkt über Datenfernübertragung (DFÜ) von den Pegeln in die Datenbank des LANUV eingehen. Werden geprüfte Daten benötigt, sind diese auf dem OpenData Portal des Landes NRW abrufbar. Durch den aufwendigen Prüfungsprozess liegen die freigegebenen geprüften Wasserstands- und Abflussdaten mehrere Wochen bis Monate zurück. Abbildung 1: Pegelstände beziehen sich auf den Wasserstand über dem Pegelnullpunkt. Mit der Kenntnis des Pegelnullpunktes kann der Wasserstand über Normalhöhennull (NHN) ermittelt werden, Quelle: LANUV NRW Die Begriffe Abfluss und Durchfluss sind nach DIN4049-3 definiert und werden häufig synonym verwendet. Der Durchfluss bezieht sich auf ein Wasservolumen das einen bestimmten Querschnitt durchfließt (Abbildung 3). Dies gilt grundlegend auch für den Begriff Abfluss, jedoch wird dieser Begriff quantitativ für das Wasservolumen verwendet das ein bestimmtes hydrologisches Einzugsgebiet verlässt. Abbildung 2: Ermittlung des Wasservolumens das in einer bestimmten Zeit durch einen definierten Querschnitt fließt, Quelle: LANUV NRW Das Wasservolumen bei unterschiedlichen Pegelständen wird regelmäßig durch die Mitarbeiter des Pegelwesens mit Abflussmessungen ermittelt. Es werden ca. 2000 Abflussmessungen pro Jahr an den knapp 300 Messstellen des LANUV durchgeführt. Grundsätzlich wird bei den Abflussmessmethoden zwischen mobilen und stationären Verfahren unterschieden. Die turnusmäßigen Messungen werden mit mobilen Messverfahren durchgeführt. Grundsätzlich wird der Abfluss bei erhöhten Wasserständen mit einem ADCP (Acoustic Doppler Current Profiler, siehe Abbildung 2) Boot gemessen, bei niedrigeren Wasserständen werden stangengeführte Messungen durchgeführt. Die Auswertung erfolgt maßgeblich auf Grundlage des Pegelhandbuchs der LAWA . Abbildung 3: Messung mit einem ADCP, Quelle: LANUV NRW Unter bestimmten Voraussetzungen können stationäre Messverfahren eingesetzt werden, um eine kontinuierlichere Messung der Fließgeschwindigkeiten zu ermöglichen. Mit Kenntnis der Profilgeometrie können dann indirekt die Abflussmengen kontinuierlich ermittelt werden. Es werden vornehmlich akustische Messverfahren (Ultraschallanlagen) verwendet, aber auch optische Kamera-basierte Verfahren setzt das Pegelwesen des LANUV ein. Der Vorteil gegenüber mobiler Verfahren ist zum einen die hohe Zahl an Messungen sowie die Tatsache, dass seltene Extremereignisse erfasst werden können, die beim Einsatz von mobiler Technik durch Anfahrt o.ä. zwangsläufig verpasst werden. Jedoch führen Veränderungen der Gerinnegeometrie und der Sohlrauigkeit zu erhöhten Unsicherheiten bei der Berechnung der Abflussmengen. Daher müssen auch die Ergebnisse der stationären berührungslosen Messverfahren regelmäßig durch Abflussmessungen mit mobilen Verfahren überprüft werden. Abflussmessungen sind notwendig um eine Wasserstands-Abflussbeziehung (Abflusskurve) zu erstellen (Abbildung 4). Die Abflusskurve stellt eine Beziehung zwischen den gemessenen Wasserständen und den Abflussmengen an einem bestimmten Querschnitt her. Abflusskurven ermöglichen aus den kontinuierlichen Wasserstandsmessungen kontinuierliche Abflusszeitreihen zu berechnen. Daher ist die Abflusskurve die Grundlage zur Quantifizierung des Abflusses aus einem Einzugsgebiet. Zudem werden die Messergebnisse dazu verwendet um hydraulische Modelle zu kalibrieren. Die Abflusskurve wird auf Grundlage unterschiedlichen Methoden ermittelt die auf Berechnungsmethoden der Gerinnehydraulik basieren. Im Extrapolationsbereich werden dazu unter anderem hydraulische 1D und 2D Modelle verwendet. Abbildung 4: Schematische Darstellung der Entstehung von Abflusszeitrehen aus kontinuierlichen Wasserstandmessungen mit Hilfe einer Staukurve, Quelle: LANUV NRW Grundsätzlich wird zwischen zwei unterschiedlichen Typen von Abflusskurven unterschieden. Denn infolge von Verkrautung oder häufiger Änderungen der Gerinnehydraulik kann häufig keine eindeutige, über einen längeren Zeitraum gültige Abflusskurve aufgestellt werden. Daher werden diese Einflüsse mit dem ∆Q- bzw. ETA-Verfahren oder dem ∆W-Verfahren quantifizieren. An Pegeln mit stabilem Profil und zu vernachlässigenden Änderungen der Gerinnehydraulik werden Staukurven verwendet. Die genaue Beschreibung dieser Methoden ist im Pegelhandbuchs der LAWA zu finden. Der Abfluss als ein Element der Wasserbilanzgleichung wird für unterschiedliche wasserwirtschaftliche Fragestellungen benötigt. Vor allem aus langjährigen Zeitreihen werden hydrologische Kenngrößen abgeleitet die als Grundlage zur Bemessung von bspw. Bauwerken genutzt werden. Die erhobenen Daten werden zudem dazu genutzt hydrologische und hydraulische Modelle zu kalibrieren und deren Plausibilität zu prüfen. Die Hydrologischen Kenngrößen ausgewählter Messstellen finden Eingang in das Deutsche Gewässerkundliche Jahrbuch . Die Kenngrößen dienen zur Charakterisierung des hydrologischen Verhaltes der Pegeleinzugsgebiete, sowie zur Planung und Bemessung wasserwirtschaflticher Bauwerke. Eine Zusammenfassung dieser Kenngrößen und deren Ermittlung ist in der Richtlinie zur Erstellung und Veröffentlichung des Deutschen Gewässerkundlichen Jahrbuchs im Internet genauer beschrieben. Die aktuellen DGJ-Seiten der Pegelmessstellen des LANUV werden über das Fachinformationssystem ELWAS -WEB und zur Verfügung gestellt. Die gewässerkundlichen Jahrbücher des Bundes und der Länder sind auf der Internetseite www.dgj.de zusammengestellt.

Bedeutung der Feinstaubbelastung für die Gesundheit

Bedeutung der Feinstaubbelastung für die Gesundheit Der Artikel beschreibt drei wichtige Indikatoren, welche die Bedeutung der Feinstaubbelastung für die Gesundheit der Bevölkerung in Deutschland aufzeigen. 2021 konnten insgesamt ca. 232.900 verlorene gesunde Lebensjahre (Disability-Adjusted Life Years; DALYs) auf Feinstaub (PM2,5) zurückgeführt werden. Im Vergleich zu 2010 sind die DALYs um etwa die Hälfte zurückgegangen. Im Lebensverlauf ist der Mensch unterschiedlichen Risikofaktoren ausgesetzt, die sich negativ auf die Gesundheit auswirken können. Einige dieser Faktoren kann der Mensch unmittelbar durch sein Verhalten beeinflussen, indem sie oder er zum Beispiel nicht raucht, sich regelmäßig bewegt und gesund ernährt. Andere Faktoren, wie zum Beispiel die Belastung der Außenluft mit Schadstoffen, sind durch Verhaltensänderungen einzelner Menschen jedoch nur sehr eingeschränkt beeinflussbar. Eine Reduktion der Belastung ist dort vorrangig durch politische Maßnahmen, wie zum Beispiel die Beschränkung des Schadstoffausstoßes in der Industrie oder im Verkehr, erreichbar. Ein weltweit und auch in Deutschland besonders relevanter Luftschadstoff ist Feinstaub (engl. Particulate Matter; PM). Grundsätzlich ist in den letzten Jahren die Feinstaubbelastung in Deutschland deutlich zurückgegangen. Für Feinstaub mit einem Partikeldurchmesser kleiner als 2,5 Mikrometer (⁠ PM2,5 ⁠) empfiehlt die Weltgesundheitsorganisation (⁠ WHO ⁠), Konzentrationen von 5 Mikrogramm pro Kubikmeter (µg/m³) im Jahresmittel nicht zu überschreiten. Neue europäische Studien zeigen jedoch, dass es grundsätzlich keine Feinstaubkonzentration gibt, unterhalb der gesundheitsschädigende Wirkungen sicher ausgeschlossen werden können. Um neben der Belastung mit Feinstaub auch die potentielle Wirkung dieses Schadstoffs auf die Gesundheit der gesamten Bevölkerung möglichst umfassend und vergleichbar mit der Wirkung anderer Risikofaktoren abbilden zu können, wird national wie international das Konzept der umweltbedingten Krankheitslast (engl. Environmental Burden of Disease; EBD) eingesetzt. Dieses Konzept gehört zu den sogenannten vergleichenden Risikobewertungen (engl. Comparative Risk Assessments, CRA), in denen eine Vielzahl von Risikofaktoren in einem standardisierten Konzept berücksichtigt werden können. Untereinander vergleichbar werden die verschiedenen Risikofaktoren vor allem durch den Einsatz der Maßzahl Disability-Adjusted Life Year (⁠ DALY ⁠) – im Deutschen als verlorenes gesundes Lebensjahr bezeichnet – einem ⁠ Indikator ⁠ für die Bevölkerungsgesundheit. Im Folgenden werden drei Indikatoren präsentiert, um die Relevanz des Feinstaubs (PM2,5) für die Bevölkerung in Deutschland einzuordnen: der Anteil der Bevölkerung, der von einer Feinstaubbelastung oberhalb des WHO-Richtwertes betroffen ist die bevölkerungsgewichtete Feinstaubbelastung im Jahresmittel die Krankheitslast durch Feinstaub Diese Indikatoren sind zum Teil auch Bestandteil der durch das Umweltbundesamt bereitgestellten „ Daten zur Umwelt “. Für alle Indikatoren werden Feinstaubpartikel mit einem Durchmesser von weniger als 2,5 Mikrometer (µm) berücksichtigt (PM2,5). Dies gilt auch für die Analysen zu den gesundheitlichen Auswirkungen, weil für diese Partikelfraktion viele hochwertige epidemiologische Studien vorliegen. Dies sind Bevölkerungsstudien, die den Zusammenhang zwischen der PM2,5-Konzentration in der Außenluft und dem Risiko für bestimmte gesundheitliche Auswirkungen untersuchen. Neuerungen auf einen Blick: Erstmalig wurde zur Bestimmung der ⁠ Exposition ⁠ direkt auf PM2,5-Mess- und Modelldaten zurückgegriffen. Eine Umrechnung von ⁠ PM10 ⁠ auf PM2,5 war somit nicht mehr nötig. Für die Berechnung der Lungenkrebskrankheitslast konnte erstmalig auf die Prävalenzdaten des Zentrums für Krebsregisterdaten am Robert Koch-Institut zurückgegriffen werden. Die Bevölkerungszahlen aus dem Zensus 2011 wurden für jedes Untersuchungsjahr entsprechend der jährlichen Bevölkerungsfortschreibung des Statistischen Bundesamtes angepasst. Ermittlung der Belastungssituation durch Feinstaub Um die Belastungssituation, auch ⁠ Exposition ⁠ genannt, und mögliche Gesundheitsrisiken durch Feinstaub (⁠ PM2,5 ⁠) in Deutschland zu ermitteln, sind Informationen zur räumlichen Verteilung der Feinstaubbelastung in der Außenluft und der Bevölkerung erforderlich. Dafür werden flächendeckend modellierte Jahresmittelwerte der PM2,5-Konzentrationen in der Außenluft für Deutschland verwendet. Diese Werte sind repräsentativ für PM2,5-Konzentrationen in Gebieten des städtischen und ländlichen Hintergrunds in Deutschland. Das heißt, dass die Modelldaten hierbei weder PM2,5-Konzentrationen von höher belasteten Verkehrsmessstationen noch Messstationen in der Nähe von Industrieanlagen berücksichtigen. Im Verlauf der letzten Jahre haben sich die PM2,5-Belastungen an verkehrsnahen Stationen dem Belastungsniveau im städtischen Hintergrund deutlich angenähert (⁠ UBA ⁠ 2023), so dass der Ausschluss dieser Messstationen nur noch einen geringen Einfluss auf die darauf basierenden weiteren Berechnungen hat. Die modellierten Jahresmittelwerte der PM2,5-Konzentrationen werden dann mit räumlichen Informationen zur Bevölkerungsverteilung aus dem Zensus 2011 kombiniert. Die Bevölkerungsgröße wird entsprechend der Bevölkerungsfortschreibung des Statistischen Bundesamtes jährlich angepasst. Auf Basis der Kombination der oben genannten Feinstaub- und Bevölkerungsdaten lässt sich ermitteln, wie viele Menschen welchen PM2,5-Konzentrationen im Jahresdurchschnitt ausgesetzt sind. Diese Abschätzung bildet nicht nur die Grundlage für die Ableitung der Indikatoren zur Belastungssituation durch Feinstaub, sondern auch für die Berechnung der resultierenden Krankheitslast in Deutschland. Genauere Beschreibungen zu den Eingangsdaten und insbesondere zur Methodik der Ableitung der Indikatoren sind im UMID-Artikel von Kienzler und Kollegen zu finden (Kienzler et al. 2024). Indikator „Bevölkerungsanteil oberhalb des WHO-Richtwertes für Feinstaub“ Für den ⁠ Indikator ⁠ „Bevölkerungsanteil oberhalb des ⁠ WHO ⁠-Richtwertes für Feinstaub“ werden die modellierten ⁠ PM2,5 ⁠-Jahresmittelkonzentrationen in Klassen eingeteilt. Durch die räumliche Verknüpfung mit der Bevölkerungsverteilung kann die Anzahl der Personen in den einzelnen Klassen bestimmt und für gleiche Klassen aufsummiert werden. Die Abb. „Bevölkerungsanteile je Feinstaubbelastungsklasse (PM2,5)“ zeigt die Feinstaubbelastung bei Einteilung in Klassen mit je 5 µg/m³ Klassenbreite für die einzelnen Untersuchungsjahre. Die Tabelle „Bevölkerungsanteile je Feinstaubbelastungsklasse (PM2,5)“ zeigt die Bevölkerungsanteile (in Prozent), differenziert in Feinstaubklassen mit 1 µg/m³ Klassenbreite. Aus diesen Informationen kann abgeleitet werden, wie hoch der Bevölkerungsanteil oberhalb bestimmter Bewertungsmaßstäbe ist. Hier kann beispielsweise der WHO-Richtwert für PM2,5 von 5 µg/m³ im Jahresmittel oder auch der von der EU seit dem 01.01.2015 festgesetzte und für Deutschland verbindlich einzuhaltende Grenzwert von 25 µg/m³ im Jahresmittel als Bewertungsgrundlage gewählt werden. Die Daten in der Tabelle und der Abbildung zeigen, dass die Feinstaubbelastung in Deutschland in den letzten Jahren deutlich zurückgegangen ist. Im Berechnungszeitraum war keine Person in Deutschland ⁠ PM2,5 ⁠-Konzentrationen über dem derzeitigen EU-Grenzwert von 25 µg/m³ im Jahresmittel ausgesetzt - mit der Einschränkung, dass dieser Auswertung nur Daten von Messstationen aus dem ländlichen und städtischen Hintergrund zugrunde liegen. Darüber hinaus ist in der Entwicklung seit 2010 insgesamt eine Verschiebung der Bevölkerungsanteile hin zu Klassen mit niedrigeren PM2,5-Konzentrationen zu beobachten. Dieser Trend hat sich jedoch seit 2016 deutlich abgeschwächt. Legt man als Bewertungsmaßstab jedoch den neuen ⁠ WHO ⁠-Richtwert für PM2,5 zu Grunde (WHO 2021), zeigt sich, dass der Jahresmittelwert von 5 µg/m³ über den gesamten Zeitraum entweder für 100 % oder nahezu 100 % der Bevölkerung in Deutschland überschritten wird (siehe Abb. „Anteil der Bevölkerung oberhalb des WHO-Richtwerts/Zwischenziels 4 für Feinstaub (PM2,5)“). Dies bedeutet aus Sicht des Gesundheitsschutzes, dass im Untersuchungszeitraum nahezu die gesamte Bevölkerung in jedem Jahr Feinstaubkonzentrationen ausgesetzt war, die laut WHO mit einem erhöhten Gesundheitsrisiko verbunden sind. Der Vergleich mit dem Zwischenziel 4 der WHO-Empfehlungen (10 µg/m³) zeigt immerhin eine insgesamt abnehmende Feinstaubbelastung in Deutschland. Der generell beobachtete Rückgang der ⁠ PM2,5 ⁠-Belastung ist überwiegend auf die Minderungsmaßnahmen bei Emissionen aus stationären Quellen (mit fossilen Brennstoffen betriebene Kraftwerke, Abfallverbrennungsanlagen, Haushalte / Kleinverbraucher und diverse Industrieprozesse) und im Verkehrsbereich zurückzuführen (nähere Informationen zu Quellenanteilen an den Feinstaubemissionen finden Sie hier ). Trotz der insgesamt positiven Entwicklung vor allem im Zeitraum der Jahre 2010 bis 2016 bleibt abzuwarten, ob sich dieser Trend in den Folgejahren fortsetzen wird, weil bereits ein deutlich niedrigeres Belastungsniveau erreicht wurde und die Anstrengungen zur Emissionsreduktion nochmals verstärkt werden müssen, um die Belastung weiter in Richtung der Empfehlungen der ⁠ WHO ⁠ zu senken. Des Weiteren haben besondere und zeitlich befristete Einflussfaktoren, wie z.B. Witterungsbedingungen oder die Folgen der Corona-Pandemie auf das Mobilitätsverhalten, in den jeweiligen Jahren einen nennenswerten Einfluss auf die Höhe der jährlichen Feinstaubbelastung in Deutschland. Welchen Einfluss die ⁠ Witterung ⁠ auf die Luftqualität nehmen kann, wird beispielsweise beim Verlauf der jährlichen PM2,5-Konzentration im Zeitraum von 2011 bis 2013 deutlich: obwohl die Feinstaub-Emissionen in Deutschland in diesen drei Jahren kontinuierlich abnahmen, fällt das Jahr 2012 mit einer witterungsbedingt vergleichsweise niedrigen Feinstaubbelastung deutlich aus dem Rahmen. Indikator „Bevölkerungsgewichtete Feinstaubbelastung im Jahresdurchschnitt“ Aus der Verknüpfung der räumlichen Verteilung der Feinstaubkonzentrationen und Informationen zur Bevölkerungsverteilung lässt sich für die betrachteten Jahre zudem eine durchschnittliche bevölkerungsgewichtete Feinstaubexposition für nahezu die gesamte Bevölkerung in Deutschland ermitteln. Feinstaubkonzentrationen, denen ein großer Bevölkerungsanteil ausgesetzt ist, haben somit einen größeren Einfluss auf das Gesamtergebnis als solche, von denen nur ein kleiner Teil der Bevölkerung betroffen ist. Die durchschnittliche jährliche bevölkerungsgewichtete Feinstaubbelastung in Deutschland ist in der Abbildung „Bevölkerungsgewichtete Feinstaubbelastung (PM2,5) im Jahresdurchschnitt“ dargestellt. Hier wird deutlich, dass die bevölkerungsgewichtete Feinstaubbelastung trotz zwischenzeitlicher Schwankungen der PM2,5-Konzentrationen über den gesamten Zeitraum hinweg deutlich gesunken ist: im Jahr 2010 betrug die bevölkerungsgewichtete PM2,5-Belastung der deutschen Bevölkerung 15,9 µg/m³, im Jahr 2021 nur noch 9,3 µg/m³, was einer Reduktion von rund 42 % entspricht. Indikator: „Krankheitslast durch Feinstaub“ Um das Gesundheitsrisiko, das mit der zuvor ermittelten Feinstaubbelastung für die Bevölkerung einhergeht, schätzen zu können, wird das Konzept der Umweltbedingten Krankheitslast (engl. Environmental Burden of Disease, EBD) verwendet. Es verfolgt das Ziel, die den umweltassoziierten Risikofaktoren, wie Feinstaub oder Umweltlärm, zuzuschreibende Krankheitslast einer Bevölkerung oder Bevölkerungsgruppe zu ermitteln und sie in einer einheitlichen Maßzahl (engl. Disability-Adjusted Life Year; ⁠ DALY ⁠) darzustellen. Dadurch können Krankheitslasten, die auf unterschiedliche Umweltrisikofaktoren oder andere Risikofaktoren zurückgeführt werden können, miteinander verglichen werden. Ein DALY entspricht dabei einem verlorenen gesunden Lebensjahr. ⁠ DALYs ⁠ vereinen die durch das Versterben verlorenen Lebensjahre (engl. Years of Life Lost due to premature death; YLLs) und die mit gesundheitlichen Einschränkungen gelebten Jahre (engl. Years Lived with Disability; YLDs) in einer Maßzahl. Die Methoden zur Berechnung der Krankheitslast können dem Fachartikel entnommen und häufig auftretende Fragen in den FAQs nachgelesen werden. Die Quellen für die in den Modellen eingesetzten Daten sind als Übersicht in der nachfolgenden Tabelle dargestellt. Im Folgenden werden ausschließlich die berechneten Ergebnisse zur Krankheitslast präsentiert. Die Krankheitslast wurde für die folgenden Erkrankungen (sogenannte Gesundheitsendpunkte) für die Bevölkerung ab einem Alter von 25 Jahren ermittelt: Chronisch obstruktive Lungenerkrankungen (COPD) Lungenkrebs Schlaganfall Ischämische Herzerkrankungen Diabetes mellitus Typ 2 Für jeden der genannten Gesundheitsendpunkte wurde die Krankheitslast berechnet, welche auf die ⁠ Exposition ⁠ gegenüber Feinstaub zurückzuführen ist, ausgedrückt in YLLs, YLDs, ⁠ DALYs ⁠, DALYs pro 100.000 Personen und als Anzahl attributabler Todesfälle (siehe nachfolgende Tabellen sowie die Diagramme am Ende des Abschnitts). Die Tabelle „Feinstaubbedingte Krankheitslast (als Summe aller Erkrankungen)“ fasst alle Endpunkte zusammen und präsentiert eine Gesamtübersicht zur feinstaubbedingten Krankheitslast in Deutschland. Alle Ergebnisse werden als Mittelwert und dem dazugehörigen 95 %-Unsicherheitsintervall aufgeführt. Dies soll verdeutlichen, dass es sich bei den Berechnungen um Modellergebnisse handelt, welche durch die ⁠ Unsicherheit ⁠, Variabilität und Varianz der Eingangsdaten eine entsprechende Schwankungsbreite um die zentralen Schätzwerte aufweisen. Im Jahr 2021 konnten rund 5 % der gesamten COPD-Krankheitslast in Deutschland auf die Feinstaubbelastung zurückgeführt werden. In absoluten Zahlen sind dies etwa 33.200 ⁠ DALYs ⁠. Die YLLs haben mit ca. 19.400 verlorenen Lebensjahren dabei einen größeren Anteil an den DALYs als die YLDs. Das heißt, dass bei dieser Erkrankung hinsichtlich der Gesamtkrankheitslast der Mortalität im Vergleich zur Morbidität eine größere Bedeutung zukommt. Die Anzahl der DALYs schwankt im Untersuchungszeitraum, jedoch ist die Krankheitslast in dieser Zeit im Vergleich zum Jahr 2010 tendenziell gesunken. Der starke Rückgang im Jahr 2012 gegenüber den beiden Vorjahren erklärt sich durch die ungewöhnlich niedrige Feinstaubbelastung in diesem Jahr. Seit 2014 verbleibt die Anzahl der DALYs durch COPD mit nur geringen Schwankungen von Jahr zu Jahr auf einem relativ gleichbleibenden Niveau. Für das Jahr 2021 ist jedoch wieder ein Anstieg der DALYs zu verzeichnen. Im Jahr 2021 konnten rund 6 % der Lungenkrebs-Krankheitslast in Deutschland auf die Feinstaubelastung zurückgeführt werden. In absoluten Zahlen sind dies etwa 42.400 ⁠ DALYs ⁠. Die YLLs machten mit ca. 40.700 verlorenen Lebensjahren den weitaus größten Teil an den DALYs aus. Der Schwerpunkt der Krankheitslast durch Lungenkrebs liegt somit eindeutig bei der Mortalität. Mit Ausnahme des größeren Anstiegs der Krankheitslast von 2012 auf 2013 ist die Anzahl der DALYs ab dem Jahr 2013 rückläufig, wobei in den letzten drei Berechnungsjahren eher eine Stagnation der feinstaubbedingten Krankheitslast erkennbar ist, bei nur geringen jährlichen Schwankungen. Für das Jahr 2021 ist jedoch wieder ein Anstieg der DALYs zu verzeichnen. Im Jahr 2021 konnten rund 9 % der Schlaganfall-Krankheitslast in Deutschland auf die Feinstaubbelastung zurückgeführt werden. In absoluten Zahlen sind dies etwa 32.700 ⁠ DALYs ⁠. Die YLLs machten hier mit ca. 18.300 verlorenen Lebensjahren den größeren Teil an den DALYs aus, wobei mit ca. 14.500 YLDs auch ein erheblicher Verlust an Lebensjahren auf die gesundheitlichen Einschränkungen infolge eines Schlaganfalls zurückzuführen ist (Morbidität). Mit Ausnahme des größeren Anstiegs der Krankheitslast von 2012 auf 2013 ist die Anzahl der DALYs ab dem Jahr 2013 tendenziell rückläufig, wobei in den letzten Jahren der Rückgang der feinstaubbedingten Krankheitslast durch Schlaganfälle pro Jahr im Vergleich zum Beginn der Zeitreihe relativ gering ausfällt. Für das Jahr 2021 ist jedoch wieder ein Anstieg der DALYs zu verzeichnen. Im Jahr 2021 konnten rund 8 % der Krankheitslast ausgelöst durch ischämische Herzerkrankungen in Deutschland auf die Feinstaubbelastung zurückgeführt werden. In absoluten Zahlen sind dies etwa 70.200 ⁠ DALYs ⁠. Die YLLs machten mit ca. 64.400 verlorenen Lebensjahren den weitaus größeren Teil an den DALYs aus, wobei mit ca. 5.900 YLDs auch ein nicht zu vernachlässigender Verlust an Lebensjahren auf die gesundheitlichen Einschränkungen zurückzuführen ist, die mit ischämischen Herzerkrankungen verbunden sind (Morbidität). Mit Ausnahme des größeren Anstiegs der feinstaubbedingten Krankheitslast von 2012 auf 2013 ist die Anzahl der DALYs ab dem Jahr 2013 tendenziell rückläufig, wobei die Krankheitslast pro Jahr seit 2016 mit geringen jährlichen Schwankungen eher stagniert. Für das Jahr 2021 ist jedoch wieder ein Anstieg der DALYs zu verzeichnen. Im Jahr 2018 konnten rund 8 % der gesamten durch Diabetes mellitus Typ 2 Krankheitslast in Deutschland auf die Feinstaubelastung zurückgeführt werden. In absoluten Zahlen sind dies etwa 54.400 ⁠ DALYs ⁠. Beim Diabetes kehrt sich das Verhältnis von YLLs zu YLDs im Vergleich zu den anderen gesundheitlichen Endpunkten um. Die YLDs machten mit einem Verlust von etwa 34.500 Lebensjahren auf Grund der gesundheitlichen Einschränkungen, die mit einer Diabetes mellitus Typ 2-Erkrankung verbunden sind, einen weitaus größeren Anteil an den DALYs aus als die YLLs. Mit Ausnahme des größeren Anstiegs der Krankheitslast von 2012 auf 2013 ist die Anzahl der DALYs ab dem Jahr 2013 tendenziell rückläufig, wobei für 2018 sogar ein kurzer Anstieg der feinstaubbedingten Krankheitslast erkennbar ist. Auch hier ist für das Jahr 2021 ein Anstieg der DALYs im Vergleich zum Vorjahr zu verzeichnen. Ergänzend zu den Tabellen zeigen die folgenden Diagramme die zeitliche Entwicklung der feinstaubbedingten Krankheitslast für die einzelnen Erkrankungen. Zeitliche Entwicklung der feinstaubbedingten Krankheitslast für COPD Quelle: Umweltbundesamt Diagramm als PDF Diagramm als Excel mit Daten Zeitliche Entwicklung der feinstaubbedingten Krankheitslast für Lungenkrebs Quelle: Umweltbundesamt Diagramm als PDF Diagramm als Excel mit Daten Zeitliche Entwicklung der feinstaubbedingten Krankheitslast für Schlaganfall Quelle: Umweltbundesamt Diagramm als PDF Diagramm als Excel mit Daten Zeitliche Entwicklung der feinstaubbedingten Krankheitslast für ischämische Herzerkrankungen Quelle: Umweltbundesamt Diagramm als PDF Diagramm als Excel mit Daten Zeitliche Entwicklung der feinstaubbedingten Krankheitslast für Diabetes mellitus Typ 2 Quelle: Umweltbundesamt Diagramm als PDF Diagramm als Excel mit Daten Zusammenfassende Betrachtung Um die Entwicklung der gesamten Krankheitslast infolge der Feinstaubbelastung in Deutschland über den gesamten Untersuchungszeitraum einschätzen zu können, ist in der Tabelle „Feinstaubbedingte Krankheitslast (als Summe aller Erkrankungen)“ die Summe der YLLs, YLDs, ⁠ DALYs ⁠ und der attributablen Todesfälle über alle spezifischen gesundheitlichen Endpunkte für die jeweiligen Jahre dargestellt. Betrachtet man die allgemeine Entwicklung im Untersuchungszeitraum, so zeigt sich, dass die Krankheitslast durch Feinstaub im Jahr 2021 mit ca. 232.900 ⁠ DALYs ⁠ deutlich niedriger war als zu Beginn der Zeitreihe im Jahr 2010 mit etwa 466.100 DALYs. Sie hat sich innerhalb dieser 12 Jahre also in etwa halbiert. Die Anzahl der attributablen Todesfälle ist in diesem Zeitraum von ca. 26.800 auf 12.800 zurückgegangen. Die jährliche Entwicklung zeigt, dass insbesondere in den Jahren 2010 bis 2015, abgesehen von dem kurzen Anstieg von 2012 zu 2013, die stärkste Reduktion der Krankheitslast zu beobachten war, dass jedoch nach 2015 der Rückgang deutlich langsamer erfolgt ist. Seit 2018 ist hingegen kein einheitlicher Trend bei der Krankheitslast mehr zu beobachten. Die ⁠ Exposition ⁠ gegenüber Feinstaub ist ein wichtiger Parameter bei der Berechnung der Krankheitslast. Daher ist es nicht verwunderlich, dass die Höhe der Krankheitslast auch dem Trend der Feinstaubexposition folgt. So ist beispielsweise der besonders starke Rückgang der Krankheitslast von 2011 auf 2012 wesentlich auf einen starken Rückgang der Feinstaubbelastung in diesem Zeitraum zurückzuführen, der mit besonderen Witterungsverhältnissen im Jahr 2012 zur erklären ist. Die Berechnungen zeigen, dass im Jahr 2021 mit ca. 162.600 YLLs ein großer Teil der attributablen Krankheitslast durch Feinstaub (rund 70 %) auf die Mortalität entfällt, jedoch auch ca. 70.300 gesunde Lebensjahre verloren wurden, weil Menschen durch die jeweiligen Erkrankungen in einem Zustand eingeschränkter Gesundheit gelebt haben. Tipps zum Weiterlesen EU [Europäische Union] (2008) Richtlinie 2008/50/EG des Europäischen Parlaments und des Rates vom 21 Mai 2008 über Luftqualität und saubere Luft für Europa. Amtsblatt der Europäischen Union. 51 L152: 1. https://eur-lex.europa.eu/legal-content/DE/TXT/?uri=CELEX%3A32008L0050 . Letzter Zugriff: 20.04.2021 Kienzler S, Plaß D, Wintermeyer D (2024) Die Gesundheitsbelastung durch Feinstaub (⁠ PM2,5 ⁠) in Deutschland 2010–2021. UMID: Umwelt und Mensch – Informationsdienst (1/2024). S. 50-61. https://www.umweltbundesamt.de/sites/default/files/medien/4031/publikationen/artikel_5_dnk.pdf ⁠ UBA ⁠ (2023): Luftqualität 2022 - Vorläufige Auswertung. Hintergrund 03/2023. Hintergrund Februar 2023: Luftqualität 2022 (vorläufige Auswertung) (umweltbundesamt.de) Stern R und Fath J (2006) Kartographische Darstellung der flächenhaften Immissionsbelastung in Deutschland durch Kombination von Messung und Rechnung für die Jahre 1999 bis 2003. Bericht zum Forschungs- und Entwicklungsvorhaben FKZ 204 42 202/03 auf dem Gebiet des Umweltschutzes „Analyse und Bewertung der Immissionsbelastung durch Feinstaub in Deutschland durch Ferntransporte" World Health Organization (2021) ⁠ WHO ⁠ global air quality guidelines. Particulate matter (PM 2.5 and PM 10 ), ozone, nitrogen dioxide, sulfur dioxide and carbon monoxide. Geneva: World Health Organization; 2021. https://www.who.int/publications/i/item/9789240034228

Emissionen von Wärmekraftwerken und anderen Verbrennungsanlagen

Emissionen von Wärmekraftwerken und anderen Verbrennungsanlagen Deutschland verpflichtete sich 2003 mit der Zeichnung des PRTR-Protokolls dazu, ein Register über Schadstofffreisetzungen und -transporte aufzubauen. Hierzu berichten viele Industriebetriebe jährlich dem UBA über Schadstoffemissionen und die Verbringung von Abwässern und Abfällen. Das UBA bereitet diese Daten in einer Datenbank für Bürgerinnen und Bürger auf. Umweltbelastende Emissionen aus Wärmekraftwerken und anderen Verbrennungsanlagen Wärmekraftwerke und andere Verbrennungsanlagen, die mit fossilen Brennstoffen (insbesondere Steinkohle, Braunkohle, Erdgas) oder biogenen Brennstoffen betrieben werden, sind bedeutende Verursacher von umweltbelastenden Emissionen. Sie sind verantwortlich für einen erheblichen Teil des Ausstoßes an Kohlendioxid (CO₂), Stickstoffoxiden (NO x ) und Schwefeloxiden (SO x ). Die Kohleverbrennung ist zudem die wichtigste Emissionsquelle für das Schwermetall Quecksilber (Hg). Das Schadstofffreisetzungs- und -verbringungsregister (PRTR) in Deutschland Industriebetriebe müssen jährlich dem Umweltbundesamt (⁠ UBA ⁠) sowohl über ihre Emissionen in Luft, Wasser und Boden berichten, als auch darüber, wie viele Schadstoffe sie in externe Abwasserbehandlungsanlagen weiterleiten und wie viele gefährliche Abfälle sie entsorgen. Die Betriebe müssen nicht über jeden Ausstoß und jede Entsorgung berichten, sondern nur dann, wenn der Schadstoffausstoß einen bestimmten Schwellenwert oder der Abfall eine gewisse Mengenschwelle überschreitet. In diesem Artikel werden Wärmekraftwerke und andere Verbrennungsanlagen mit einer Feuerungswärmeleistung von über 50 Megawatt (MW), die von Anhang I, Nummer 1.c) der Europäischen ⁠ PRTR ⁠-Verordnung erfasst werden, betrachtet. Das Umweltbundesamt (UBA) sammelt die von Industriebetrieben gemeldeten Daten in einer Datenbank: dem Schadstofffreisetzungs- und -verbringungsregister PRTR ( P ollutant R elease and T ransfer R egister). Das UBA leitet die Daten dann an die Europäische Kommission weiter und macht sie im Internet unter der Adresse https://thru.de der Öffentlichkeit frei zugänglich. Es gibt drei Rechtsgrundlagen für die PRTR-Berichterstattung: das PRTR-Protokoll der Wirtschaftskommission der Vereinten Nationen für Europa (⁠ UN ⁠ ECE) vom 21. Mai 2003, die Europäische Verordnung 166/2006/EG vom 18. Januar 2006 und das deutsche PRTR-Gesetz vom 6. Juni 2007, das durch Artikel 1 des Gesetzes vom 9. Dezember 2020 geändert worden ist. Erfasst werden im PRTR industrielle Tätigkeiten in insgesamt neun Sektoren. Einer davon ist der Energiesektor, zu dem die hier dargestellten Wärmekraftwerke und andere Verbrennungsanlagen gehören. Für das aktuelle Berichtsjahr 2022 waren in Deutschland insgesamt 140 Betriebe mit einer Feuerungswärmeleistung von mehr als 50 Megawatt (MW) und mit Luftemissionen nach PRTR berichtspflichtig (siehe Karte „Standorte von PRTR-berichtspflichtigen Kraftwerken mit Luftemissionen im Jahr 2022“). Die Aussagekraft des PRTR ist jedoch begrenzt. Drei Beispiele: Energieerzeuger müssen nicht über den eingesetzten Brennstoff informieren; die PRTR-Daten lassen sich also nicht etwa nach Braun- oder Steinkohle aufschlüsseln. Unternehmen berichten nicht über Kohlendioxid (CO₂)- oder Schadstoffemissionen einer einzelnen Industrieanlage oder eines Kessels, sondern über die Gesamtheit aller Anlagen einer „Betriebseinrichtung“. Unter einer Betriebseinrichtung versteht man eine oder mehrere Anlagen am gleichen Standort, die von einer natürlichen oder juristischen Person betrieben werden. Das PRTR gibt Auskunft über die Emissionsmengen der einzelnen Betriebseinrichtungen, nicht aber zu den installierten Kapazitäten und deren Effizienz oder Umweltstandards. Kohlendioxid-Emissionen in die Luft Kohlendioxid (CO₂)-Emissionen entstehen vor allem bei der Verbrennung fossiler Energieträger. Somit gehören Wärmekraftwerke und andere stationäre Verbrennungsanlagen zu den bedeutenden Quellen dieses Treibhausgases. Dies ist auch im ⁠ PRTR ⁠ erkennbar. Nicht jeder Betreiber muss CO₂-Emissionen melden. Für die Freisetzung von CO₂ in die Luft gilt im PRTR ein Schwellenwert von 100.000 Tonnen pro Jahr (t/Jahr). Erst wenn ein Betrieb diesen Wert überschreitet, muss er dem Umweltbundesamt die CO₂-Emissionsfracht melden. In den Jahren 2007 bis 2022 meldeten jeweils zwischen 120 und 156 Betreiber von Wärmekraftwerken und andere Verbrennungsanlagen CO₂-Emissionen an das PRTR. Das Jahr 2009 fiel in der Zeitreihe hinsichtlich der freigesetzten Mengen heraus, da in diesem Jahr aufgrund der Wirtschaftskrise und der daraus folgenden geringeren Nachfrage nach Strom und Wärme weniger Brennstoffe in den Anlagen eingesetzt wurden. Der zeitweilige Anstieg der Emissionsfrachten nach 2009 ist der wirtschaftlichen Erholung geschuldet. Im Berichtszeitraum war die Zahl meldender Wärmekraftwerke und anderer Verbrennungsanlagen im Jahr 2021 mit 120 Betrieben am niedrigsten; wohingegen die niedrigste berichtete Gesamtemissionsfracht mit 178 Kilotonnen aus dem Jahr 2020 stammt. Von 2016 bis 2020 ging die Anzahl meldender Wärmekraftwerke und anderer Verbrennungsanlagen sowie der Anteil der berichteten Gesamtemissionsfracht stetig zurück (siehe Abb. „Kohlendioxid-Emissionen aus Kraftwerken in die Luft und Zahl der im PRTR meldenden Kraftwerke“). In den Jahren 2021 und 2022 stieg dagegen der Einsatz von Stein- und Braunkohlen in Großfeuerungsanlagen wieder an, während der Erdgaseinsatz aufgrund der deutlich gestiegenen Gaspreise abnahm. Das führte in der Summe zu einer merklichen Erhöhung der CO₂ Emissionen. Die Anzahl der CO₂-meldenden Kraftwerke stieg 2022 im Vergleich zum Vorjahr um 1 Anlage. Hier wirken zwei gegenläufige Effekte: Zum einen fallen einige Erdgasanlagen aufgrund des verringerten Brennstoffeinsatzes unter den Schwellenwert für die CO₂-Berichtspflicht im PRTR von 100.000 Tonnen pro Jahr. Zum anderen wurden bereits abgeschaltete Kohlekraftwerke krisenbedingt als befristete Strommarktrückkehrer wieder in Betrieb genommen. Die Frachtangaben zu CO₂ im PRTR basieren größtenteils auf Berechnungen der Betreiber. Als Grundlage dienen Brennstoffanalysen zur Bestimmung des Kohlenstoffgehaltes. CO₂ Messungen im Abgas werden nur selten vorgenommen. Die Karte „Standorte von PRTR-berichtspflichtigen Kraftwerken mit Kohlendioxid-Emissionen in die Luft 2022“ erfasst alle 121 Betriebe, die im Jahr 2022 mehr als 100.000 Tonnen CO₂ in die Luft freisetzten. Die Signaturen in der Karte zeigen die Größenordnung der jeweils vom Betrieb freigesetzten CO₂-Menge: 80 dieser Betriebe setzten jeweils zwischen > 100 und 1.000 Kilotonnen (kt) CO₂ frei, 33 dieser Betriebe emittierten zwischen 1.001 und 5.000 kt CO₂, sieben Betriebe setzten zwischen 5.001 und 20.000 kt CO₂ frei und ein Betrieb sogar mehr als 20.000 kt CO₂. Kohlendioxid-Emissionen aus Kraftwerken in die Luft und Zahl der im PRTR meldenden Kraftwerke Quelle: Umweltbundesamt Diagramm als PDF Diagramm als Excel mit Daten Karte: Standorte von PRTR-berichtspflichtigen Kraftwerken mit Kohlendioxid-Emissionen in die Luft Quelle: Umweltbundesamt Stickstoffoxid-Emissionen in die Luft Stickstoffoxide (Stickstoffmonoxid und Stickstoffdioxid, gerechnet als Stickstoffdioxid und abgekürzt mit NO x , schädigen die Gesundheit von Mensch, Tier und Vegetation in vielfacher Weise. Im Vordergrund steht die stark oxidierende Wirkung von Stickstoffdioxid (NO 2 ). Außerdem tragen einige Stickstoffoxide als Vorläuferstoffe zur Bildung von bodennahem Ozon und sekundärem Feinstaub bei, wirken überdüngend und versauernd und schädigen dadurch auch mittelbar die Vegetation und den Boden. Berichtspflichtig im ⁠ PRTR ⁠ sind NO x -Emissionen in die Luft ab einem Schwellenwert von größer 100.000 Kilogramm pro Jahr (kg/Jahr). In den Jahren von 2007 bis 2022 ging die Anzahl Stickstoffoxid-Emissionen meldender Betriebe von 157 auf 100 Wärmekraftwerke und andere Verbrennungsanlagen zurück. Seit 2013 ist ein Rückgang der berichteten NO x -Gesamtemissionen im PRTR von 209 Kilotonnen (kt) auf 115 Kilotonnen (kt) in 2022 zu beobachten. Der auffallende niedrige Wert berichteter NO x -Gesamtemissionen iHv. 101 Kilotonnen (kt) im Jahr 2020 ist der besonderen Situation dieses Jahres geschuldet. Einerseits nahm der Stromverbrauch aufgrund der Corona-Pandemie ab und der Stromexport verringerte sich. Andererseits legte die Stromerzeugung aus erneuerbaren Energieträgern zu. Das führte in der Summe zu einem erheblichen Rückgang des Kohleeinsatzes. Im Jahr 2021 führte die wirtschaftliche Erholung und die geringe Stromerzeugung aus Windenergie zu einer Erhöhung der Brennstoffeinsätze und entsprechend zu einer Emissionssteigerung. Im Jahr 2022 kam es nochmals zu einer Erhöhung der berichteten Gesamtemissionsfracht um rund 5 % (siehe Abb. „Stickstoffoxid-Emissionen aus Kraftwerken in die Luft und Zahl der im PRTR meldenden Kraftwerke“). Der Anstieg im Jahr 2022 lässt sich im Wesentlichen mit dem Brennstoffwechsel von Gas zu Kohle erklären. Außerdem vervielfachte sich der Einsatz von Ölprodukten, ebenfalls als Ersatz für Erdgas. Flüssige Brennstoffe weisen höhere spezifische NO x Emissionen auf, als Erdgas. Dennoch dämpft die NO X Grenzwertverschärfung im Zuge der Novelle der 13. ⁠ BImSchV ⁠ den Emissionsanstieg. Im Jahr 2022 sind die spezifischen Emissionsfaktoren für alle Brennstoffe gesunken. Die Frachtangaben zu NO x im PRTR basieren größtenteils auf Messungen der Betreiber. Die Karte „Standorte von PRTR-berichtspflichtigen Kraftwerken mit Stickstoffoxid-Emissionen in die Luft 2022“ erfasst alle 100 Betriebe, die im Jahr 2022 mehr als 100 t Stickstoffoxid (t NO x ) in die Luft freisetzten. Die Signaturen in der Karte zeigen die jeweilige Größenordnung der vom Betrieb in die Luft freigesetzten Stickstoffoxid-Mengen: 37 Betriebe setzten zwischen > 100 und 200 t NO x frei, 23 Betriebe emittierten jeweils zwischen 201 und 500 t NO x , 20 Betriebe emittierten zwischen 501 und 1.000 t NO x , die beachtliche Anzahl von 16 Betrieben stießen zwischen 1.000 und 10.000 t NO x aus und vier Betriebe meldeten eine Freisetzung von mehr als 10.000 t NO x . Stickstoffoxid-Emissionen aus Kraftwerken in die Luft und Zahl der im PRTR meldenden Kraftwerke Quelle: Umweltbundesamt Diagramm als PDF Diagramm als Excel mit Daten Karte: Standorte von PRTR-berichtspflichtigen Kraftwerken mit Stickstoffoxid-Emissionen in die Luft Quelle: Umweltbundesamt Schwefeloxid-Emissionen in die Luft Schwefeloxide (wie zum Beispiel SO 2 , im Folgenden nur SO x genannt) entstehen überwiegend bei Verbrennungsvorgängen fossiler Energieträger wie zum Beispiel Kohle. Schwefeloxide können Schleimhäute und Augen reizen und Atemwegsprobleme verursachen. Sie können zudem aufgrund von Ablagerung in Ökosystemen eine ⁠ Versauerung ⁠ von Böden und Gewässern bewirken. Der Schwellenwert für im ⁠ PRTR ⁠ berichtspflichtige SO x -Emissionen in die Luft beträgt größer 150.000 Kilogramm pro Jahr (kg/Jahr). In den Jahren von 2007 bis 2022 meldeten jeweils zwischen 42 und 80 Wärmekraftwerke und andere Verbrennungsanlagen Schwefeloxidemissionsfrachten. In den Jahren 2007 und 2013 war der höchste Stand der Gesamtfrachten mit jeweils 157 Kilotonnen (kt) zu verzeichnen. Die Zahl meldender Wärmekraftwerke und anderen Verbrennungsanlagen ist seit 2013 kontinuierlich rückläufig und erreichte 2020 mit 42 meldenden Betrieben den niedrigsten Stand. Das Jahr 2020 stellt zudem mit berichteten 54 Kilotonnen (kt) das Jahr mit der niedrigsten Gesamtemissionsfracht in der Zeitreihe dar. Der auffallende niedrige Wert berichteter SO x -Gesamtemissionen im Jahr 2020 hat verschiedene Ursachen. Aufgrund der Corona-Pandemie nahm der Stromverbrauch merklich ab. Die Stromerzeugung sank noch stärker, da weniger Strom exportiert wurde. Der Einsatz von Stein- und Braunkohlen ging spürbar zurück. Dagegen stieg der Einsatz von emissionsärmerem Erdgas aufgrund von unterjährig gesunkenen Gaspreisen und vergleichsweise hohen CO₂ Zertifikatspreisen leicht an. Die Stromerzeugung aus erneuerbaren Energieträgern nahm ebenfalls zu. 2022 nahm im Vergleich zum vorangegangen Jahr 2021 die Anzahl meldender Wärmekraftwerke und anderen Verbrennungsanlagen um rund 10 % zu, der Anteil der berichteten Gesamtemissionsfracht hingegen um rund 2 % ab (siehe Abb. “Schwefeloxid-Emissionen aus Kraftwerken in die Luft und Zahl der im PRTR meldenden Kraftwerke“). Der Hauptgrund für den Emissionsrückgang im Jahr 2022 sind die strengeren Grenzwerte und die höheren Schwefelabscheidegrade in der novellierten Fassung der 13. ⁠ BImSchV ⁠ aus dem Jahr 2021. Bei Betrachtung der gesamten Zeitreihe von 2007 bis 2022 ist jedoch ein Rückgang berichteter Gesamtemissionsfrachten von rund 59 % zu verzeichnen. Der Emissionsrückgang im Zeitraum 2007 bis 2020 ist ähnlich wie bei Stickstoffoxiden im Wesentlichen auf den sinkenden Kohleeinsatz in Wärmekraftwerken zurückzuführen. Besonders stark ging der Steinkohleeinsatz zurück, aber auch der Braunkohleeinsatz verringerte sich signifikant. Dabei verlief die Entwicklung in den einzelnen Revieren unterschiedlich. Am deutlichsten sank der Einsatz der rheinischen Braunkohle. Die mitteldeutsche Braunkohle ging dagegen nur leicht zurück. Aufgrund der unterschiedlichen Schwefelgehalte in den verschiedenen Revieren (rheinische Braunkohle niedriger Schwefelgehalt, mitteldeutsche Braunkohle hoher Schwefelgehalt) korreliert die Emissionsminderung nicht direkt mit der Entwicklung der Brennstoffeinsätze. In den Jahren 2021 und 2022 wurde aufgrund des Kernkraftausstieges und der Gaskriese wieder mehr Stein- und Braunkohle eingesetzt. Dennoch wirkt die gesetzliche Grenzwertverschärfung 2022 deutlich emissionsmindernd. Die Frachtangaben zu SO x im PRTR basieren größtenteils auf Messungen der Betreiber. Die Karte „Standorte von PRTR-berichtspflichtigen Kraftwerken mit Schwefeloxid-Emissionen in die Luft 2022“ erfasst alle 50 Betriebe, die im Jahr 2022 mehr als 150 Tonnen Schwefeloxid (t SO x ) in die Luft freisetzten. Die Signaturen in der Karte zeigen die jeweilige Größenordnung der vom Betrieb in die Luft freigesetzten Schwefeloxid-Mengen: 25 Betriebe setzten zwischen > 150 und 500 t SO x frei, 13 Betriebe emittierten jeweils zwischen 501 und 1.000 t SO x , 11 Betriebe setzten zwischen 1.001 und 10.000 t SO x frei und ein Betrieb meldete eine Freisetzung von mehr als 10.000 t SO x . Schwefeloxid-Emissionen aus Kraftwerken in die Luft und Zahl der im PRTR meldenden Kraftwerke Quelle: Umweltbundesamt Diagramm als PDF Diagramm als Excel mit Daten Karte: Standorte von PRTR-berichtspflichtigen Kraftwerken mit Schwefeloxid-Emissionen in die Luft Quelle: Umweltbundesamt Quecksilber-Emissionen in die Luft Das zur Gruppe der Schwermetalle gehörende Quecksilber (Hg) wird hauptsächlich frei, wenn Energieerzeuger fossile Brennstoffe wie Kohle für die Energieerzeugung verbrennen. Quecksilber und seine Verbindungen sind für Lebewesen teilweise sehr giftig. Die stärkste Giftwirkung geht von Methylquecksilber aus. Diese Verbindung reichert sich besonders in Fischen und Schalentieren an und gelangt so auch in unsere Nahrungskette. Die Zahl der Wärmekraftwerke und anderen Verbrennungsanlagen, die Hg-Emissionen in die Luft an das ⁠ PRTR ⁠ meldeten, pendelte in den Jahren 2007 bis 2022 zwischen 19 und 56. Ein Betreiber muss nur dann berichten, wenn er mehr als 10 Kilogramm Quecksilber pro Jahr (kg/Jahr) in die Luft emittiert. Im Jahr 2009 gingen die Emissionen aufgrund der gesunkenen Nachfrage nach Strom und Wärme zurück. Der Anstieg der Emissionsfrachten von 2009 auf 2010 ist der wirtschaftlichen Erholung geschuldet. Die Zahl meldender Wärmekraftwerke und anderen Verbrennungsanlagen und die berichtete Gesamtemissionsfracht erreichte im Jahr 2020 mit 19 Betrieben bzw. mit 2,37 Tonnen Jahresfracht den niedrigsten Stand innerhalb der Zeitreihe 2007 bis 2022, was den oben genannten Besonderheiten des Jahres 2020 geschuldet ist. Bei Betrachtung der gesamten Zeitreihe von 2007 bis 2022 ist von 2016 bis 2020 ein deutlicher Rückgang der berichteten Gesamtemissionsfrachten um rund 50% zu verzeichnen (siehe Abb. „Quecksilber-Emissionen aus Kraftwerken in die Luft und Zahl der im PRTR meldenden Kraftwerke“). Für den Rückgang der gemeldeten Gesamtemissionsfracht bis 2020 gibt es hauptsächlich zwei Gründe: Den wesentlichen Anteil hat der deutliche Rückgang der Kohleverstromung. Weiterhin trägt die Einführung eines auf das Jahr bezogenen Quecksilbergrenzwertes dazu bei, der erstmals für das Jahr 2019 anzuwenden war, und der deutlich strenger ist als der bisherige und weiterhin parallel geltende auf den einzelnen Tag bezogene Grenzwert. Diese neue Anforderung bewirkt, dass vor allem die Kraftwerke im mitteldeutschen Braunkohlerevier – hier liegen deutlich höhere Gehalte an Quecksilber in der Rohbraunkohle vor als im rheinischen Revier – erhebliche Anstrengungen für eine weitergehende Quecksilberemissionsminderung unternehmen mussten. Infolgedessen kommt es im mitteldeutschen Revier zu einer deutlichen Minderung der spezifischen Quecksilberemissionen. Aber auch im Lausitzer Revier gingen in den Jahren 2019 und 2020 die spezifischen Quecksilberemissionen zurück. Die Gründe für den Rückgang der Anzahl meldender Wärmekraftwerke und anderen Verbrennungsanlagen sind zum einen Anlagenstilllegungen aber auch der verringerte Steinkohleeinsatz in den verbliebenen Anlagen, der dazu führt, dass einige Anlagen unter die Abschneidegrenze fallen. Der Emissionsanstieg den Jahren 2021 und 2022 ist im Wesentlichen auf den angestiegenen Braun- und Steinkohleeinsatz zurückzuführen. Daraus ergibt sich auch eine höhere Anzahl der meldenden Steinkohlenkraftwerke, die den Schwellenwert überschreiten. Im Jahr 2022 wurden im Zuge der Umsetzung der BVT Schlussfolgerungen die gesetzlichen Anforderungen nochmals deutlich verschärft. Von daher kommt es trotz einer Erhöhung des Kohleeinsatzes in Großfeuerungsanlagen von über 8 % nur zu einer leichten Zunahme der Quecksilberemissionen von 0,3 %. Der größte Teil der Betreiber ermittelt die Hg-Luftemissionen über Messungen, ein Teil jedoch auch über Berechnungen. Die Karte „Standorte von PRTR-berichtspflichtigen Kraftwerken mit Quecksilber-Emissionen in die Luft 2022“ erfasst die 23 Betriebe, die nach eigenen Angaben im Jahr 2022 mehr als 10 Kilogramm Quecksilber (kg Hg) in die Luft freisetzten. Die Signaturen in der Karte zeigen die jeweilige Größenordnung der vom Betrieb in die Luft freigesetzten Menge an Quecksilber: 11 Betriebe setzten zwischen > 10 und 20 kg Hg frei, 4 Betriebe emittierten zwischen 21 und 100 kg Hg, 8 Betriebe setzten zwischen 101 und 500 kg Hg. Quecksilber-Emissionen aus Kraftwerken in die Luft und Zahl der im PRTR meldenden Kraftwerke Quelle: Umweltbundesamt Diagramm als PDF Diagramm als Excel mit Daten Karte: Standorte von PRTR-berichtspflichtigen Kraftwerken mit Quecksilber-Emissionen in die Luft Quelle: Umweltbundesamt

Indikator: Bevölkerungsgewichtete Feinstaubbelastung (PM10)

Indikator: Bevölkerungsgewichtete Feinstaubbelastung (PM10) Die wichtigsten Fakten Die bevölkerungsgewichtete Feinstaubbelastung (⁠ PM10 ⁠) in Deutschland war 2021 deutlich geringer als 2010. 2021 lag die bevölkerungsgewichtete Feinstaubbelastung bei 13,0 µg/m³ im Jahresdurchschnitt. Das sind ca. 33 % weniger als noch 2010. Der Rückgang der Belastung ist auf rückläufige Emissionen bei stationären Quellen (z.B. Kraftwerken, Abfallverbrennungsanlagen, beim Hausbrand und Industrieanlagen) sowie auf Maßnahmen im Verkehrsbereich zurückzuführen. Welche Bedeutung hat der Indikator? Für die Bewertung von Gesundheitsrisiken durch Feinstaub ist es notwendig, die Belastung (⁠ Exposition ⁠) der Bevölkerung mit Feinstaub in Deutschland zu erfassen und diese im Hinblick auf potentielle gesundheitliche Folgen zu bewerten. Der vorliegende ⁠ Indikator ⁠ ist ein Maß für die durchschnittliche jährliche Feinstaubbelastung der Gesamtbevölkerung in Deutschland (angegeben in µg/m³). Er bezieht sich auf Feinstaubpartikel in der Außenluft mit einem Durchmesser bis zu 10 µm (⁠ PM10 ⁠). Durch die kontinuierliche Erfassung des Indikators lassen sich zeitliche Trends für die Feinstaubbelastung der Bevölkerung in Deutschland ableiten. Wie ist die Entwicklung zu bewerten? Über den betrachteten Zeitraum hinweg ist zu erkennen, dass die Feinstaubbelastung der Bevölkerung in Deutschland tendenziell abgenommen hat: 2010 betrug der Indikatorwert 19,5 µg/m³; 2021 hingegen lag der Wert bei 13,0 µg/m³. Dies entspricht einer Reduktion um ca. ein Drittel. Der sich abzeichnende Rückgang der Belastung durch ⁠ PM10 ⁠ ist überwiegend auf die Minderungsmaßnahmen bei Emissionen aus stationären Quellen (z.B. Kraftwerken, Abfallverbrennungsanlagen, Haushalten / Kleinverbrauchern und diversen Industrieprozessen) sowie auf Maßnahmen im Verkehrsbereich zurückzuführen (nähere Informationen zu den Beiträgen einzelner Quellen finden Sie hier ). Ferner hat die variable ⁠ Witterung ⁠ einen direkten Einfluss auf die Feinstaubkonzentrationen. Dies kann in einzelnen Jahren zu einer Senkung oder einem Anstieg der Feinstaubbelastung führen und somit zeitgleiche Veränderungen bei den Emissionen überlagern (siehe Luftqualität 2022 , (⁠ UBA ⁠ 2023). Wie wird der Indikator berechnet? Für den ⁠ Indikator ⁠ werden Modelldaten des chemischen Transportmodells REM-CALGRID mit ⁠ PM10 ⁠-Messdaten der Immissionsmessnetze der Bundesländer und des ⁠ UBA ⁠ kombiniert und auf die gesamte Fläche Deutschlands übertragen. Dies erfolgt in einer räumlichen Auflösung von 2 x 2 km². Die PM10-Daten werden anschließend mit Informationen zur räumlichen Verteilung der Bevölkerungsdichte kombiniert. Für die Berechnung des Indikators werden danach die Feinstaubkonzentrationen je Gitterzelle mit der jeweiligen Anzahl der zugeordneten Bevölkerung multipliziert, insgesamt aufsummiert und im Anschluss durch die Summe der Gesamtbevölkerung Deutschlands geteilt. Für die Berechnung des Indikators werden nur die Messstationen im ländlichen und städtischen Hintergrund berücksichtigt. Messstationen, die einem direkten Feinstaubausstoß z.B. aus dem Verkehr ausgesetzt sind, fließen in die Berechnung hingegen nicht ein. Daher ist davon auszugehen, dass der hier verwendete Ansatz die Belastungssituation tendenziell unterschätzt.

Indikator: Bevölkerungsgewichtete Feinstaubbelastung (PM2,5)

Indikator: Bevölkerungsgewichtete Feinstaubbelastung (PM2,5) Die wichtigsten Fakten Die bevölkerungsgewichtete Feinstaubbelastung (⁠ PM2,5 ⁠) in Deutschland war 2021 deutlich geringer als 2010. 2021 lag die bevölkerungsgewichtete Feinstaubbelastung bei 9,3 µg/m³ im Jahresdurchschnitt. Das sind ca. 42 % weniger als noch 2010. Der Rückgang der Belastung ist auf rückläufige Emissionen bei stationären Quellen (z.B. Kraftwerken, Abfallverbrennungsanlagen, beim Hausbrand und Industrieanlagen) sowie auf Maßnahmen im Verkehrsbereich zurückzuführen. Welche Bedeutung hat der Indikator? Für die Bewertung von Gesundheitsrisiken durch Feinstaub ist es notwendig, die Belastung (⁠ Exposition ⁠) der Bevölkerung mit Feinstaub in Deutschland zu erfassen und diese im Hinblick auf potentielle gesundheitliche Folgen zu bewerten. Der vorliegende ⁠ Indikator ⁠ ist ein Maß für die durchschnittliche jährliche Feinstaubbelastung der Gesamtbevölkerung in Deutschland (angegeben in µg/m³). Er bezieht sich auf Feinstaubpartikel in der Außenluft mit einem Durchmesser bis zu 2,5 µm (⁠ PM2,5 ⁠). Durch die kontinuierliche Erfassung des Indikators lassen sich zeitliche Trends für die durchschnittliche Feinstaub-Belastung der Bevölkerung in Deutschland ableiten. Wie ist die Entwicklung zu bewerten? Der sich abzeichnende Rückgang der Belastung durch ⁠ PM2,5 ⁠ ist überwiegend auf die Minderungsmaßnahmen bei Emissionen aus stationären Quellen (z.B. Kraftwerken, Abfallverbrennungsanlagen, Haushalten / Kleinverbrauchern und diversen Industrieprozessen) sowie auf Maßnahmen im Verkehrsbereich zurückzuführen (mehr unter „Emission von Feinstaub der Partikelgröße PM2,5“ ). Ferner hat die variable ⁠ Witterung ⁠ direkten Einfluss auf die Feinstaubkonzentrationen. Dies kann in einzelnen Jahren zu einer Senkung oder einem Anstieg der Feinstaubbelastung führen und somit zeitgleiche Veränderungen bei den Emissionen überlagern. Besonders gut erkennbar ist dieser Einfluss beispielsweise im Zeitraum von 2011 bis 2013: während die PM2,5-Emissionen in diesem Zeitraum kontinuierlich gesunken sind, fiel die bevölkerungsgewichtete Feinstaubbelastung im Jahr 2012 witterungsbedingt deutlich niedriger aus als nach den Emissionsmengen zu erwarten gewesen wäre (siehe „ Luftqualität 2021“ , ⁠ UBA ⁠ 2022). Wie wird der Indikator berechnet? Für den ⁠ Indikator ⁠ werden Modelldaten des chemischen Transportmodells REM-CALGRID mit ⁠ PM2,5 ⁠-Messdaten der Immissionsmessnetze der Bundesländer und des ⁠ UBA ⁠ kombiniert und auf die gesamte Fläche Deutschlands übertragen.  Dies erfolgt in einer räumlichen Auflösung von 2 km x 2 km. Die PM2,5-Daten werden anschließend mit Informationen zur räumlichen Verteilung der Bevölkerungsdichte kombiniert. Für die Berechnung des Indikators werden danach die Feinstaubkonzentrationen je Gitterzelle mit der jeweiligen Anzahl der zugeordneten Bevölkerung multipliziert, insgesamt aufsummiert und im Anschluss durch die Summe der Gesamtbevölkerung Deutschlands geteilt. Für die Berechnung des Indikators werden nur die Messstationen im ländlichen und städtischen Hintergrund berücksichtigt. Messstationen, die einem direkten Feinstaubausstoß z.B. aus dem Verkehr ausgesetzt sind, fließen in die Berechnung hingegen nicht ein. Daher ist davon auszugehen, dass der hier verwendete Ansatz die Belastungssituation tendenziell unterschätzt.

Emissionen persistenter organischer Schadstoffe

Emissionen persistenter organischer Schadstoffe Die Emissionsentwicklung persistenter organischer Schadstoffe verläuft uneinheitlich. Minderungserfolge sind bei den polyzyklischen aromatischen Kohlenwasserstoffen zu verzeichnen. Umweltwirksamkeit von persistenten organischen Schadstoffen Persistente organische Schadstoffe (Persistent Organic Pollutants, POPs) werden in der Umwelt nur langsam abgebaut. Besondere Umweltrelevanz ergibt sich daraus, dass sie nach ihrer Freisetzung in der Umwelt verbleiben und sich in der Nahrungskette anreichern. Damit können sie ihre schädigende Wirkung auf Ökosysteme und Mensch langfristig entfalten. Einige POPs weisen eine hohe Toxizität auf – in der breiten Öffentlichkeit wurde dies durch Unglücke wie in Seveso deutlich. Da sie weiträumig transportiert werden, können sie nach ihrer ⁠ Deposition ⁠ selbst in entlegenen Gebieten zu einer Belastung führen. Zu den POPs gehören Chemikalien, die zum Zwecke einer bestimmten Anwendung hergestellt werden (zum Beispiel ⁠ Pflanzenschutzmittel ⁠ und Industriechemikalien) aber auch solche, die unbeabsichtigt bei Verbrennungs- oder anderen thermischen Prozessen entstehen (sogenannte ⁠ uPOPs ⁠ wie polychlorierte Dibenzo-p-dioxine und –furane (PCDD/F) oder polyaromatische Kohlenwasserstoffe (⁠ PAK ⁠) (siehe Tab. „Emissionen persistenter organischer Schadstoffe nach Quellkategorien“). Internationale Regelungen zum Schutz vor persistenten organischen Schadstoffen Im Rahmen der Konvention über weiträumige grenzüberschreitende Luftverunreinigungen ( Convention on Long-Range Transboundary Air Pollution , CLRTAP) der ⁠ UN ⁠-Wirtschaftskommission für Europa (⁠ UNECE ⁠) wurde 1998 ein Protokoll zur Reduktion der POP-Emissionen von 32 Staaten und der EU unterzeichnet. Deutschland hatte hierzu unter Federführung des Umweltbundesamts technische Basisdokumente erstellt, zum Beispiel zum Stand der Technik der Emissionskontrolle stationärer Quellen. 2009 wurde das Protokoll novelliert; Regelungen zu sieben weiteren POPs wurden aufgenommen und bestehende Regelungen aktualisiert. Darüber hinaus ist seit 2004 das weltweit geltende Stockholmer Übereinkommen zu POPs in Kraft, das inzwischen von 186 Staaten ratifiziert wurde. Beide Vertragswerke, das POPs-Protokoll und die Stockholm-Konvention, regeln derzeit über 20 verschiedene POPs, die aber nicht alle deckungsgleich in beiden Abkommen vertreten sind. Zudem werden neue POPs aufgenommen. Die formulierten Ziele der Abkommen richten sich im Detail nach dem jeweils betroffenen ⁠ Stoff ⁠ und umfassen alle Möglichkeiten vom Verbot über Substitution bis hin zu der Anforderung, dass die Emissionen des Stoffes den Wert eines Referenzjahres zukünftig nicht überschreiten darf. Umfang der Emissionen Die Schätzungen der Emissionen unbeabsichtigt freigesetzter POPs (⁠ uPOPs ⁠) sind in der Regel mit größeren Unsicherheiten behaftet als die der Schadstoffe, die beabsichtigt eingesetzt werden. Polychlorierte Biphenyle (PCB) Polychlorierte Biphenyle (⁠ PCB ⁠) sind in ihrer Anwendung strikt reglementiert, teilweise bereits seit Jahrzehnten. Rund zwei Drittel der insgesamt eingesetzten PCB von rund 100 Tausend Tonnen (Tsd. t) befinden sich geschlossen in Trafos, Kondensatoren oder Hydraulikflüssigkeit. Die restlichen Anwendungen in offenen Systemen (zum Beispiel Dichtungsstoffe, Anstriche und Weichmacher) liegen schon lange zurück. Daher werden die verbleibenden Emissionen der laufenden Anwendungen nur noch gering eingeschätzt (1990: 1.736 kg, 2022: 213 kg). Die Entsorgungssituation ist dennoch problematisch, da bei nicht kontrolliertem Verbleib von erheblichen Re-Emissionen auszugehen ist. Dioxine Polychlorierte Dibenzodioxine und -furane (⁠ PCDD/PCDF ⁠, kurz oft ⁠ Dioxine ⁠ genannt) entstehen in Gegenwart von Chlorverbindungen bei jeder nicht vollständigen Verbrennung. Größte Quelle war 1990 noch die Abfallverbrennung in der Energiewirtschaft, deren Eintrag heute jedoch vernachlässigbar ist. Von insgesamt ca. 814 Gramm (Emissionsangaben in I-⁠ TEQ ⁠: Internationales Toxizitätsäquivalent) im Jahr 2022 stammten rund die Hälfte aus der Energiewirtschaft und 15 % aus den Industrieprozessen, dort fast ausschließlich aus der Metallindustrie (größtenteils aus Sinteranlagen). 37 % stammen aus Haus- und Autobränden. Insgesamt sanken die Emissionen zwischen 1990 und 2009 um etwa 85 % und stagnieren seither auf diesem Niveau beziehungsweise fluktuieren leicht. Polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe (PAK) Zu den polyzyklischen aromatischen Kohlenwasserstoffen (⁠ PAK ⁠) gehören über 100 Verbindungen. ⁠ PAK ⁠ entstehen durch unvollständige Verbrennung. Hauptquellgruppe sind mit Abstand die kleinen Feuerungsanlagen der Haushalte. Die vorhandenen Messwerte sind jedoch mit hohen Unsicherheiten verbunden, da ähnlich wie bei den Dioxinen eine repräsentative Aussage zum Nutzerverhalten bei kleinen Feststofffeuerungen nicht möglich ist. Weiterhin gibt es Schätzungen (unterschiedlicher Qualität) zu PAK-Emissionen der Stahl- und mineralischen Industrie sowie von Kraftwerken und Abfallverbrennungsanlagen. Insgesamt ist das deutsche PAK-Inventar jedoch fast vollständig, da diese Emissionen weitestgehend aus Verbrennungsprozessen entstehen, die gut überwacht werden. Hexachlorbenzol (HCB) Die Datenlage für ⁠ HCB ⁠ ist deutlich schlechter als für ⁠ Dioxine ⁠/Furane und ⁠ PAK ⁠. Dieser Schadstoff wird in Anlagen normalerweise nicht gemessen, da er nicht gesetzlich geregelt ist. Seit 1977 ist HCB als reiner Wirkstoff in der Anwendung als ⁠ Pflanzenschutzmittel ⁠ verboten. Jedoch kann es als chemische Verunreinigung in anderen Wirkstoffen vorkommen. Mit Hilfe des Bundesamts für Verbraucherschutz und Lebensmittelsicherheit (BVL) konnten erstmals für die Berichterstattung 2016 HCB-Emissionen für diesen Bereich über die Inlandsabsätze der Pflanzenschutzmittel mit den Wirkstoffen Chlorthalonil und Picloram seit 1990 bis 2016 und der zulässigen HCB-Maximalgehalte ermittelt werden. ⁠ Lindan ⁠ ist bis zum Anwendungsverbot im Jahr 1997 berücksichtigt. Der rückläufige Trend ist nicht nur auf verminderte Maximalgehalte zurückzuführen, sondern auch auf die schwankenden Absatzmengen sowie die jeweiligen Wirkstoffzulassungen. Verschiedene Branchen, bei denen HCB-Emissionen zu erwarten wären, sind derzeit noch unberücksichtigt, wie zum Beispiel die Metallindustrie und die Zementindustrie. Weitere POPs Für weitere prioritär betrachtete POPs liegen wenig belastbare oder sehr geringe Emissionsschätzungen vor oder die Substanzen wurden in Deutschland weder hergestellt noch angewendet. Gleichwohl sind Immissionen über den Import nicht auszuschließen. Gleiches gilt für Ausgasungen von im Inland früher einmal verwendeten Produkten, für die die großräumige Immissionssituation vernachlässigbar ist (zum Beispiel ⁠ DDT ⁠ und ⁠ Lindan ⁠ im Holzschutz von Innenbauten der neuen Länder). Trends Weitere Emissionsminderungen sind bei Dioxinen (PCDD/F) aufgrund der bereits vollzogenen Maßnahmen nur noch in geringem Umfang zu erwarten. Die Benzo(a)pyren- (BaP-) Emissionen dürften sich großräumig bei den Kleinfeuerungen (Kamine, Öfen) durch Brennstoffsubstitution und -einsparung weiter verringern, solange der Holzeinsatz in der Kleinfeuerung nicht weiter zunimmt. Die hier vereinzelt bei Anlagen der Eisen- und Stahlindustrie noch vorhandenen Reduktionspotenziale haben vor allem lokale Bedeutung. Bei ⁠ PCB ⁠ könnte die Altlastenproblematik mangels Kontrolle der umweltgerechten Rückführung vornehmlich durch Aufklärung entschärft werden. Bei Chlorparaffinen gibt es ein Stoffsubstitutionspotenzial kurzkettiger durch langkettige Stoffe. Die Verwendung kurzkettiger Chlorparaffine in der metallverarbeitenden Industrie und in der Lederverarbeitung und Zurichtung wurde in der EU mit der Richtlinie 2002/45/EG im Jahre 2002 verboten.

Schwermetall-Emissionen

Schwermetall-Emissionen Hochwirksame Staubminderungsmaßnahmen und die Stilllegung veralteter Produktionsstätten in den neuen Bundesländern führten seit 1990 zu einer erheblichen Minderung der verbrennungsbedingten Schwermetall-Emissionen. Entwicklung seit 1990 Die Emissionen der wichtigsten Schwermetalle (Cadmium, Blei und Quecksilber) sanken seit 1990 deutlich. Die Werte zeigen überwiegend Reduktionen von über 60 bis über 90 %. Der Großteil der hier betrachteten Reduktion erfolgte dabei in den frühen 1990-er Jahren, wobei wesentliche Reduktionen auch schon vor 1990 stattfanden. Vor allem die dabei angewandten hochwirksamen Staub- und Schwefeldioxid (SO 2 ) -Minderungsmaßnahmen führten zu einer erheblichen Verringerung der Schwermetallemissionen zunächst in den alten und, nach der Wiedervereinigung, auch in den neuen Ländern, einhergehend mit Stilllegungen veralteter Produktionsstätten. In den letzten Jahren sieht man, bis auf wenige Ausnahmen, kaum weitere Verringerungen der Schwermetall-Emissionen (siehe Abb. und Tab. „Entwicklung der Schwermetall-Emissionen“). Während die Blei-Emissionen bis zum endgültigen Verbot von verbleitem Benzin im Jahre 1997 rapide zurückgingen, folgten Zink, Kupfer und Selen im Wesentlichen der Entwicklung der Fahrleistungen im Verkehrssektor, die im langfristigen Trend seit 1990 anstieg. Entwicklung der Schwermetall-Emissionen Quelle: Umweltbundesamt Diagramm als PDF Tab: Entwicklung der Schwermetall-Emissionen Quelle: Umweltbundesamt Tabelle als PDF zur vergrößerten Darstellung Herkunft der Schwermetall-Emissionen Schwermetalle finden sich – in unterschiedlichem Umfang – in den staub- und gasförmigen Emissionen fast aller Verbrennungs- und vieler Produktionsprozesse. Die in den Einsatzstoffen teils als Spurenelemente, teils als Hauptbestandteile enthaltenen Schwermetalle werden staubförmig oder gasförmig emittiert. Die Gesamtstaubemissionen aus diesen Quellen bestehen zwar in der Regel überwiegend aus relativ ungefährlichen Oxiden, Sulfaten und Karbonaten von Aluminium, Eisen, Kalzium, Silizium und Magnesium; durch toxische Inhaltsstoffe wie Cadmium, Blei oder Quecksilber können diese Emissionen jedoch ein hohes Gefährdungspotenzial erreichen. Verursacher Die wichtigste Quelle der meisten Schwermetalle ist der Brennstoffeinsatz im Energie-Bereich. Bei Arsen, Quecksilber und Nickel hat die Energiewirtschaft den größten Anteil, gefolgt von den prozessbedingten Emissionen der Industrie, vor allem aus der Herstellung von Metallen. Cadmium stammt sogar größtenteils aus der Metall-Herstellung. Blei-, Chrom-, Kupfer- und Zink- Emissionen werden überwiegend durch den Abrieb von Bremsen und Reifen im Verkehrsbereich beeinflusst: die Trends korrelieren hier direkt mit der jährlichen ⁠ Fahrleistung ⁠. Selen hingegen stammt hauptsächlich aus der Mineralischen Industrie, gefolgt von den stationären und mobilen Quellen der Kategorie Energie. Andere Quellen müssen noch untersucht werden, es wird jedoch erwartet, dass sie die Gesamtentwicklung kaum beeinflussen. Verpflichtungen Das 1998er Aarhus Protokoll über Schwermetalle unter dem CLRTAP ist Ende 2003 in Kraft getreten. Es wurde im Dezember 2012 revidiert und an den Stand der Technik angepasst. Es zielt auf drei besonders schädliche Metalle ab: Cadmium, Blei und Quecksilber. Laut einer der grundlegenden Verpflichtungen muss Deutschland seine Emissionen für diese drei Metalle unter das Niveau von 1990 reduzieren. Das Protokoll betrachtet die Emissionen aus industriellen Quellen (zum Beispiel Eisen- und Stahlindustrie, NE-Metall-Industrie), Verbrennungsprozessen (Stromerzeugung, Straßenverkehr) und aus Müllverbrennungsanlagen. Es definiert Grenzwerte für Emissionen aus stationären Quellen (zum Beispiel Kraftwerken) und verlangt die besten verfügbaren Techniken (BVT) für diese Quellen zu nutzen, etwa spezielle Filter oder Wäscher für die stationäre Verbrennung oder Quecksilber-freie Herstellungsprozesse. Das Protokoll verpflichtet die Vertragsparteien weiterhin zur Abschaffung von verbleitem Benzin. Es führt auch Maßnahmen zur Senkung von Schwermetall-Emissionen aus Produkten auf (zum Beispiel Quecksilber in Batterien) und schlägt Management-Maßnahmen für andere quecksilberhaltige Produkte wie elektrische Komponenten (Thermostate, Schalter), Messgeräte (Thermometer, Manometer, Barometer), Leuchtstofflampen, Amalgam, ⁠ Pestizide ⁠ und Farben vor. Viele dieser Maßnahmen wurden in Deutschland jedoch schon deutlich früher umgesetzt, so dass bereits in den frühen 90er Jahren deutliche Reduktionen der wichtigen Schwermetalle zu verzeichnen sind.

Weitere Informationen zur Bekanntgabe nach §29b BImSchG

Einundvierzigste Verordnung zur Durchführung des Bundes-Immissionsschutzgesetzes Bekanntgabeverordnung - 41. BImSchV vom 02.05.2013 Schriftenreihe des LAI Nr.18 "Empfehlungen für die Bekanntgabe von sachverständigen Stellen im Bereich des Immissionsschutzes" LAI-Richtlinie, Muster-Messberichte, Bewertung von Ringversuchen, Anforderungen an Geruchserhebungen Erich Schmidt Verlag GmbH & Co. , Berlin 1999, I SBN 3-503-04806-5 DIN E N ISO 17025 "Allgemeine Anforderungen an die Kompetenz von Prüf- und Kalibrierlaboratorien" (Stand August 2005) Beuth-Verlag GmbH , 10772 Berlin DIN E N 14181 "Emissionen aus stationären Quellen - Qualitätssicherung für automatische Messeinrichtungen" (Stand September 2004) VDI /DIN-Handbuch, Reinhaltung der Luft, Bd. 5, Beuth-Verlag GmbH, 10772 Berlin VDI 4220 "Qualitätssicherung - Anforderungen an Emissions- und Immissionsprüfstellen für die Ermittlung luftverunreinigender Stoffe" (Stand April 2011) Anforderungen für Akkreditierung nach E N 45001/E N 17025, Muster-Messbericht, Checklisten für Geräteausstattung VDI /DIN-Handbuch, Reinhaltung der Luft, Bd. 5, Beuth-Verlag GmbH, 10772 Berlin VDI 3950 "Qualitätssicherung für automatische Mess- und elektronische Auswerteeinrichtungen" (Stand Dezember 2006) VDI /DIN-Handbuch, Reinhaltung der Luft, Bd. 5: Analysen- und Messverfahren II, Beuth-Verlag GmbH, 10772 Berlin

Dokumente zum Thema Gerüche

Anhang 7 TA Luft 2021 Die Geruchsimmissions-Richtlinie (GIRL) wurde als Anhang 7 in die neue TA Luft 2021 aufgenommen, wodurch die Regelungslücke in Bezug auf den Schutz vor erheblichen Belästigungen durch Geruchimmissionen geschlossen wurde. Zum ersten Mal ist damit auch ein Verfahren zur Ermittlung und Bewertung von Geruchsimmissionen Bestandteil der TA Luft. Zuvor wurde die GIRL bereits in allen Bundesländern angewandt und war in vielen Bundesländern auch per Erlass eingeführt. In der Praxis hatte sich die GIRL bereits in einer Vielzahl von Einzelfällen bewährt und war auch vor Gericht als antizipiertes Sachverständigengutachten anerkannt. Durch die Aufnahme der GIRL in die TA Luft wurden die Regelungen nun deutschlandweit vereinheitlicht. Zudem hat die Geruchsermittlung und ‑beurteilung als Bestandteil der TA Luft nun eine neue rechtliche Qualität bekommen und stellt auch für Gerichte eine verbindliche Konkretisierung der gesetzlichen Anforderungen dar. In Verbindung mit anderen Regelungen der TA Luft ergeben sich nun präzisere und einheitlichere Vorgaben bei der Ermittlung und Bewertung von Geruchsimmissionen. TA Luft 2021 GIRL – Geruchsimmissions-Richtlinie 2008 Kommentar zu Anhang 7 TA Luft 2021 - Feststellung und Beurteilung von Geruchsimmissionen Die Geruchsimmissions-Richtlinie ist als Anhang 7 in die TA Luft 2021 aufgenommen worden. Damit die bisher in der Praxis sehr hilfreichen Auslegungsfragen zur Geruchsimmissions-Richtlinie und der Zweifelsfragenkatalog nicht verloren gehen, wurden sie in einen Kommentar überführt und an die TA Luft 2021 angepasst. Kommentar zu Anhang 7 TA Luft 2021 Richtlinien zum Thema Gerüche Übersicht der VDI Richtlinien und DIN Normen zum Thema Gerüche DIN EN 13725:2022 Emissionen aus stationären Quellen - Bestimmung der Geruchsstoffkonzentration durch dynamische Olfaktometrie und die Geruchsstoffemissionsrate DIN EN 16841 Teil 1:2017 Außenluft — Bestimmung von Geruchsstoffimmissionen durch Begehungen — Teil 1: Rastermessung DIN EN 16841 Teil 2:2016 Außenluft — Bestimmung von Geruchsstoffimmissionen durch Begehungen — Teil 2: Fahnenmessung VDI 3880:2011-10 Olfaktometrie – Statische Probenahme, Berlin, Beuth Verlag VDI 3883 Blatt 1:2015-09 Wirkung und Bewertung von Gerüchen - Erfassung der Geruchsbelästigung - Fragebogentechnik VDI 3883 Blatt 4:2017-06 Wirkung und Bewertung von Gerüchen - Bearbeitung von Nachbarschaftsbeschwerden wegen Geruch VDI 3884 Blatt 1:2015-02 Olfaktometrie - Bestimmung der Geruchsstoffkonzentration mit dynamischer Olfaktometrie - Ausführungshinweise zur Norm DIN EN 13725 VDI 3886 Blatt 1:2023-12 Ermittlung und Bewertung von Gerüchen - Geruchsgutachten - Ermittlung der Notwendigkeit und Hinweise zur Erstellung VDI 3894 Blatt 1:2011-09 Emissionen und Immissionen aus Tierhaltungsanlagen - Haltungsverfahren und Emissionen - Schweine, Rinder, Geflügel, Pferde VDI 3940 Blatt 3:2010-01 Bestimmung von Geruchsstoffimmissionen durch Begehungen - Ermittlung von Geruchsintensität und hedonischer Geruchswirkung im Feld VDI 3940 Blatt 4:2010-06 Bestimmung der hedonischen Geruchswirkung - Polaritätenprofile VDI 3940 Blatt 5:2013-11 Bestimmung von Geruchsstoffimmissionen durch Begehungen - Ermittlung von Geruchsintensität und hedonischer Geruchswirkung im Feld - Hinweise und Anwendungsbeispiele Veröffentlichungen Odour Regulation in Germany – an improved system including odour intensity, hedonic tone and odour annoyance Ralf Both, Eckehard Koch Odour intensity and hedonic tone - important parameters to describe odour annoyande of residents? Ralf Both; Kirsten Sucker; Gerhard Winneke; Eckehard Koch Steinheider, B., G. Winneke: Materialienband zur Geruchsimmissions-Richtlinie in NRW — Psychophysiologische und epidemiologische Grundlagen der Wahrnehmung und Bewertung von Geruchsimmissionen. Bericht des Medizinischen Instituts für Umwelthygiene an der Universität Düsseldorf im Auftrag des Ministeriums für Umwelt, Raumordnung und Landwirtschaft des Landes Nordrhein-Westfalen (Herausgeber). Düsseldorf 1992 Guideline on Odour in Ambient Air (GOAA) 29 February 2008 with supplement of 10 September 2008 - Determinations and assessment of odour in ambient air in Germany with background information and interpretation to the GOAA. Bewertung von Geruchsimmissionen - Die Beurteilungspraxis in Deutschland (Both, R., 1998) Biofiltergerüche und ihre Reichweite - Eine Abstandsregelung für die Genehmigungspraxis (Both, R. und Schilling, B., 1997) Abschätzung der maximalen Geruchshäufigkeiten im Nahbereich Forschungsbericht des MIU, Düsseldorf, und der Fa. deBAKOM, Odenthal , im Auftrag des MUNLV NRW (Herausgeber), Düsseldorf, des MUV BW, Stuttgart, und des VCI e.V., Frank- furt. Düsseldorf, 2003 Vollzugshilfe Kleinfeuerungsanlagen - Leitfaden zur strukturierten Bearbeitung von Nachbarschaftsbeschwerden über Geruchsbelästigungen aus Kleinfeuerungsanlagen Ausbreitungsrechnung für Geruchsimmissionen

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