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Schwermetalldepositionen

Bei den Schwermetallen Blei, Cadmium und Quecksilber ist ein Rückgang der atmosphärischen Einträge (Deposition) zu verzeichnen. Modellrechnungen zeigen: In Deutschland liegen die Schwermetalleinträge aus der Atmosphäre an den UBA Stationen im ländlichen Hintergrund im Jahr 2023 im Bereich von 0,14 – 0.54 kg Blei pro km², 7,4 – 16.1 g Cadmium pro km² und 3,2 – 10,2 g Quecksilber pro km². Herkunft der Schwermetalle Die Schwermetalle Blei (Pb), Cadmium (Cd) und Quecksilber (Hg) sind gekennzeichnet durch Toxizität und chemische Stabilität. Diese Eigenschaften führen dazu, dass sich diese Stoffe in der Umwelt anreichern, Schäden an Ökosystemen verursachen und auch schädliche Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit zeigen können. Sie werden in erheblichem Umfang ⁠ anthropogen ⁠ (durch menschliche Tätigkeiten) in die ⁠ Atmosphäre ⁠ ausgestoßen/abgegeben. In der Atmosphäre können sie weiträumig und grenzüberschreitend transportiert werden. Durch Depositionsvorgänge (Ablagerung) gelangen sie aus der Atmosphäre auch in andere Umweltmedien. Ein erheblicher Teil der Schwermetalle gelangt aber auch durch erneute Freisetzung bereits früher deponierter Mengen in die Atmosphäre. Es finden somit eine Resuspension (Blei, Cadmium) und Reemission (Quecksilber) statt. In Deutschland sind im Zeitraum 1990 bis 2023 grundsätzlich rückläufige Schwermetallemissionen zu beobachten. Dies zeigt sich auch in den gemessenen und modellierten Depositionsdaten. Im Rahmen des europäischen Überwachungsprogramms EMEP wird mittels atmosphärischer Chemie-Transportmodelle die gesamte Ablagerung (nasse und trockene ⁠ Deposition ⁠) ausgewählter Schwermetalle flächendeckend für die EMEP-Region (Europa und Zentralasien) berechnet. Die Daten der Modellrechnungen werden in jährlichen Berichten durch das Meteorological Synthesizing Centre - East (⁠ MSC ⁠-E) veröffentlicht. Gesamtdepositionen von Blei Die Gesamtdeposition von Blei in der EMEP Region lag 2022 in der Größenordnung von 0,1 bis 1 kg/km²/Jahr mit den höchsten Werten in Zentraleuropa und niedrigsten im nördlichen Teil der EMEP Region. Saisonale Änderungen in der Depositionsrate spiegeln den Einfluss von staubgetragener ⁠ Deposition ⁠ aus Afrika und Zentralasien wider, die am stärksten auf Südeuropa auswirkt. In Zentral-sowie Südeuropa dominieren außerdem die Depositionen aus EMEP Regionen und primären anthropogenen Quellen, insbesondere in Ländern mit bedeutenden eigenen nationalen Emissionen wie Deutschland oder Polen. In kleineren Nachbarländern hingegen tragen grenzüberschreitende Transporte maßgeblich zu den Depositionen bei. Insgesamt beläuft sich der Anteil der grenzüberschreitenden Deposition in der EMEP Region auf über 50%. Innerhalb Deutschlands traten die niedrigsten Pb-Depositionen (< 0,5 kg Pb/km²) vorwiegend im Norden und in der Mitte sowie am Alpenrand auf (siehe Karte „Modellierte Gesamtdeposition EMEP Gebiet 2022“). Gesamtdepositionen von Cadmium Die Cadmium-Gesamtdepositionen in der EMEP Region variieren im Bereich von 5 bis 60 g Cd/km². In Deutschland traten die höchsten Cd-Depositionen (z. T. > 60 g Cd/km²) in Westdeutschland (NRW), die niedrigsten Cd-Depositionen (z. T. < 15 g Cd/km²) vorwiegend in Teilen Nord-, Süd und Mitteldeutschlands (MV, TH, BY) auf (siehe Karte „Modellierte Gesamtdeposition EMEP Gebiet 2022“). Gesamtdepositionen von Quecksilber Die Quecksilber-Gesamtdepositionen im EMEP Gebiet lagen in 2022 größtenteils im Bereich von bis zu 25 g Hg/km² mit einzelnen Hotspots im Osten Europas. Die höchsten Hg-Depositionen in Deutschland traten großräumig in Westdeutschland (NRW), die niedrigsten Hg-Depositionen (< 10 g Hg/km²) großräumig vorwiegend in der Mitte Süd- und Norddeutschlands (siehe Karte „Modellierte Gesamtdeposition EMEP Gebiet 2022). Messungen des Luftmessnetzes des Umweltbundesamtes Schwermetalldepositionen werden auch im Luftmessnetz des Umweltbundesamtes (⁠ UBA ⁠) bestimmt. Dabei wird die nasse ⁠ Deposition ⁠ erfasst, d. h. die mit Regen und Schnee eingetragenen Schwermetalle. Die nasse Deposition trägt ca. ¾ zur Gesamtdeposition bei. Die „EBAS“ Datenbank enthält unter anderem auch Schwermetalldepositions-Daten aller deutschen Messstationen. Die nasse Schwermetalldepositionen an sechs UBA-Luftmessstationen im Jahr 2023 sind in der Tabelle „Nasse Jahresdepositionssummen von Schwermetallen und Halbmetallen im Luftmessnetz des Umweltbundesamtes 2023“ zusammengefasst. Die nassen Depositionen von Blei (0,14 – 0.54 kg/km²), Cadmium (7,4 – 16.1 g/km²) und Quecksilber (3,2 – 10,2 g/km²) liegen meist unter den mit dem EMEP-Modell für Deutschland berechneten Gesamtdepositionen, welche zusätzlich die trockenen Depositionen beinhalten..

Stickstoffdioxid-Belastung

Die Jahresmittelwerte der Stickstoffdioxid-Belastung zeigen seit 1995 eine deutliche Abnahme. An einem Prozent der verkehrsnahen Stationen überschreiten die gemessenen Stickstoffdioxid-Konzentrationen den seit 2010 einzuhaltenden Grenzwert. Belastung durch Stickstoffdioxid Ballungsräume und Städte sind im Vergleich zum Umland stärker von Luftschadstoffbelastungen betroffen, da die Emissionen in dicht besiedelten Gebieten erwartungsgemäß höher sind. Dabei ist die Belastung nicht im gesamten Gebiet einer Stadt einheitlich. Die höchsten Stickstoffdioxid (NO 2 ) Konzentrationen werden nahe der Hauptemissionsquelle, an viel befahrenen Straßen, gemessen. Je nach Lage der Messstation werden verkehrsnah NO 2 -Jahresmittelwerte zwischen 20 und 40 Mikrogramm pro Kubikmeter (µg/m³), sehr vereinzelt sogar noch darüber, gemessen. Mit zunehmender Entfernung zu verkehrsreichen Straßen verringert sich die NO 2 -Konzentration in der Luft. Da jedoch neben dem Verkehr weitere Stickstoffoxid-Quellen (z.B. aus dem ⁠ verarbeitenden Gewerbe ⁠ und Haushalten) über das gesamte Stadtgebiet verteilt sind, entsteht eine Grundbelastung über dem Stadtgebiet, die als städtische Hintergrundbelastung bezeichnet wird und als typisch für städtische Wohngebiete anzusehen ist. Hier liegen die NO 2 -Jahresmittelwerte im Bereich von 10 bis 20 µg/m³. Mit Jahresmittelwerten um 6 µg/m³ wird die deutlich niedrigere NO 2 -Belastung entfernt von Emissionsquellen in ländlichen Gebieten gemessen (siehe Abb. „Trend der Stickstoffdioxid-Jahresmittelwerte“). Seit 1995 ist in allen beschriebenen Belastungsregimen ein Rückgang erkennbar. An den Messstationen des Umweltbundesamtes, die weit entfernt von lokalen Schadstoffquellen liegen, um weiträumig und grenzüberschreitend transportierte Luftmassen zu untersuchen, werden NO 2 -Konzentrationen noch deutlich unter 6 µg/m³ gemessen (siehe Karten „Stickstoffdioxid (NO 2 ) - Jahresmittelwerte“). Trend der Stickstoffdioxid-Jahresmittelwerte Quelle: Umweltbundesamt Diagramm als PDF Diagramm als Excel mit Daten Karte: Stickstoffdioxid (NO2) - Jahresmittelwerte 2000-2008 Quelle: Umweltbundesamt Karte: Stickstoffdioxid (NO2) - Jahresmittelwerte 2009-2017 Quelle: Umweltbundesamt Karte: Stickstoffdioxid (NO2) - Jahresmittelwerte 2018-2023 Quelle: Umweltbundesamt Überschreitung von Grenzwerten In der EU-Richtlinie 2008/50/EG – in deutsches Recht mit der 39. BImSchV umgesetzt – ist für den Schutz der menschlichen Gesundheit ein Jahresgrenzwert von 40 µg/m³ im Jahresmittel festgelegt, der seit 2010 einzuhalten ist (siehe Tab. „Grenzwerte für die Schadstoffe Stickstoffdioxid und Stickstoffoxide“). 1 % der städtischen verkehrsnahen Luftmessstationen registrierten 2023 Überschreitungen dieses Jahresgrenzwertes. An städtischen Hintergrundmessstellen traten keine Überschreitungen auf (siehe Abb. „Prozentualer Anteil der Messstationen mit Überschreitung des Stickstoffdioxid-Jahresgrenzwertes“). Der ebenfalls seit 2010 einzuhaltende 1-Stunden-Grenzwert für Stickstoffdioxid (200 µg/m³ dürfen nicht öfter als 18-mal überschritten werden) wurde zuletzt im Jahr 2016 überschritten, damals sehr vereinzelt, vor allem an stark befahrenen Straßen mit Schluchtcharakter. 2023 wurde demnach erneut deutschlandweit keine Überschreitung des 1-Stunden-Grenzwertes für Stickstoffdioxid (NO 2 ) festgestellt. Grenzwerte für die Schadstoffe Stickstoffdioxid und Stickstoffoxide Quelle: Umweltbundesamt Tabelle als PDF Tabelle als Excel Prozentualer Anteil der Messstationen mit Überschreitung des Stickstoffdioxid-Jahresgrenzwertes ... Quelle: Umweltbundesamt Diagramm als PDF Diagramm als Excel mit Daten Stickstoffdioxid und Stickstoffoxide Stickstoffoxide (NO x ) können als Stickstoffdioxid (NO 2 ) oder Stickstoffmonoxid (NO) auftreten. Überwiegend wird Stickstoffmonoxid (NO) emittiert. NO tritt aber großräumig nicht in Erscheinung, da dieses Gas relativ schnell von Luftsauerstoff (O 2 ) und Ozon (O 3 ) zu NO 2 oxidiert wird. Herkunft Stickstoffoxide entstehen als Produkte unerwünschter Nebenreaktionen bei Verbrennungsprozessen. Die Hauptquellen von Stickstoffoxiden sind Verbrennungsmotoren und Feuerungsanlagen für Kohle, Öl, Gas, Holz und Abfälle. In Ballungsgebieten ist der Straßenverkehr die bedeutendste NO x -Quelle . Gesundheitliche Wirkungen Stickstoffdioxid ist ein ätzendes Reizgas, es schädigt das Schleimhautgewebe im gesamten Atemtrakt und reizt die Augen. Durch die dabei auftretenden Entzündungsreaktionen verstärkt es die Reizwirkung anderer Luftschadstoffe zusätzlich. In der Folge können bei hohen Konzentrationen Atemnot, Husten, Bronchitis, Lungenödem, steigende Anfälligkeit für Atemwegsinfekte sowie Lungenfunktionsminderung auftreten. Nimmt die NO 2 -Belastung der Außenluft zu, leiden daher besonders Menschen mit vorgeschädigten Atemwegen und Allergien darunter. In epidemiologischen Studien konnte ein Zusammenhang zwischen der zeitnahen Belastung mit NO 2 und der Zunahme der Herz-Kreislauf-Erkrankungen sowie der Sterblichkeit in der Bevölkerung beobachtet werden. Diese Effekte sind bei langfristiger Belastung noch deutlich ausgeprägter darstellbar. Messdaten Derzeit wird in Deutschland an etwa 500 Stationen NO 2 gemessen.

Luftschadstoffen auf der Spur: Das UBA-Luftmessnetz

Eine Broschüre und unser neuer Kurzfilm stellen das Luftmessnetz des Umweltbundesamtes, Aufgaben und ausgewählte Ergebnisse vor. Dicke Luft in Innenstädten durch Autos, Industrie oder Heizungen kennt jeder. In Ballungsräumen überwachen die Luftmessnetze der Bundesländer mit über 640 Messcontainern die Luftqualität. Luftverunreinigungen können aber auch tausende von Kilometern zurücklegen und sich weltweit in der Erdatmosphäre ausbreiten. Die Überwachung und Langzeitbeobachtung dieser weiträumigen Luftverunreinigungen und ihrer Wirkungen erfordert internationale Zusammenarbeit. Den deutschen Beitrag dazu liefert das Luftmessnetz des Umweltbundesamtes: Sieben Messstationen in sogenannten Reinluftgebieten analysieren seit fast 50 Jahren ferntransportierte Luftschadstoffe, deren ⁠ Deposition ⁠ und Wirkungen auf Ökosysteme. Anlässlich des EU-Jahres der Luft stellt das ⁠ UBA ⁠ daher sein Luftmessnetz, dessen Aufgaben und ausgewählte Ergebnisse in einer neuen Broschüre und einem Kurzfilm dar. Luft kennt keine Grenzen. Luftverunreinigungen können tausende von Kilometern zurücklegen, Grenzen überschreiten und sich weltweit in der Erdatmosphäre ausbreiten. Deshalb erfordert die die Überwachung und Langzeitbeobachtung von Luftschadstoffen und ihrer Wirkungen internationale Zusammenarbeit. Den deutschen Beitrag dazu liefert das Luftmessnetz des Umweltbundesamtes. Sieben Messstationen in sogenannten Reinluftgebieten analysieren seit fast 50 Jahren Luft, Feinstaub und Regenwasser auf ferntransportierte, menschenverursachte Luftschadstoffe und deren Wirkungen auf Ökosysteme. Anlässlich des EU-Jahres der Luft stellt das Umweltbundesamt daher sein Luftmessnetz, dessen Aufgaben und ausgewählte Ergebnisse in einem Kurzfilm und einer neuen Broschüre dar.

Das Luftmessnetz des Umweltbundesamtes

Die Überwachung der Luftqualität in Deutschland ist vorwiegend Aufgabe der Bundesländer. Sie wird meist in Städten und in der Nähe von Emissionsquellen durchgeführt. Hierbei geht es vorrangig darum, die Bevölkerung vor gesundheitlichen Schäden durch Luftschadstoffe zu schützen sowie die Umwelt insgesamt. Beim ⁠UBA⁠-Luftmessnetz interessieren insbesondere die Luftverunreinigungen, die über weite Entfernungen, grenzüberschreitend und global transportiert werden.

Beurteilung der Repräsentativität der Messstationen des UBA-Luftmessnetzes

Das Projekt "Beurteilung der Repräsentativität der Messstationen des UBA-Luftmessnetzes" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit (BMU), Umweltbundesamt (UBA). Es wird/wurde ausgeführt durch: Universität Stuttgart, Institut für Energiewirtschaft und Rationelle Energieanwendung.A) Problemstellung: Das Luftmessnetz des Umweltbundesamtes erfüllt internationale Messverpflichtungen Deutschlands im Rahmen von EMEP, GAW, OSPAR und HELCOM. Es ist Teil verschiedener internationaler Messnetzverbunde, insbesondere von EMEP. Die Frage der räumlichen Repräsentanz der Messstellen sowie der zeitlichen Repräsentanz der Messreihen spielt insbesondere vor dem Hintergrund schwindender Ressourcen und der Schließung von Messstellen eine entscheidende Rolle bei der Ressourcenverteilung. Auch setzt die neue EMEP-Strategie erweiterte/modifizierte Schwerpunkte ('level-approach'). B) Handlungsbedarf: Beurteilung der Repräsentanz der Messtationen des UBA-Luftmessnetzes - in ihrer Funktion als Stützstellen für die Validierung der EMEP-Modelle und für das gesamte EMEP-Messnetz, - zur Bestimmung von Langzeittrends in der großräumigen Luftbelastung zwecks Erfolgskontrolle von Emissionsminderungsmaßnahmen und Planung zusätzlicher Maßnahmen. C) Ziel des Vorhabens ist 1. die Entwicklung geeigneter Represäntanzdefinitionen, entsprechender Repräsentanzkriterien sowie Bewertungsverfahren für die EMEP-/CLRTAP- relevanten Problemfelder Eutrophierung/Versauerung, Photooxidantien, Staub, Schwermetalle, POPs, sowie 2. die Anwendung der entwickelten Definitionen/Kriterien/Verfahren auf die UBA-Messstationen. Erstellung von 'Repräsentanzprofilen' der einzelnen Standorte, aufgegliedert nach Fragestellung, Problemfeld usw., sowie 3. die Bewertung der Ergebnisse und Erarbeitung von Vorschlägen für ein optimiertes UBA-Luftmessnetz (mehr oder weniger Stationen, welche Stoffe an welchen Stationen usw.).

Raeumliche und zeitliche Untersuchungen von Schadstoffeintraegen anhand von Bioindikatoren unter Einsatz ausgewaehlter Methoden fuer die Aus- und Bewertung der Ergebnisse aus dem Moosmonitoring 1990/91 und 1995/96 einschliesslich der Ergebnisse aus

Das Projekt "Raeumliche und zeitliche Untersuchungen von Schadstoffeintraegen anhand von Bioindikatoren unter Einsatz ausgewaehlter Methoden fuer die Aus- und Bewertung der Ergebnisse aus dem Moosmonitoring 1990/91 und 1995/96 einschliesslich der Ergebnisse aus" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit (BMU), Umweltbundesamt (UBA). Es wird/wurde ausgeführt durch: Hochschule Vechta, Lehrstuhl für Landschaftsökologie.Das FuE-Vorhaben Moosmonitoring 2000 soll die derzeit aus zwei Probenahmekampagnen erhaltenen Ergebnisse absichern und sich teilweise andeutende Trends, die sich aus den bereits vorliegenden Ergebnissen des Moosmonitoring 1990 und 1995 ableiten, verifizieren. Das Vorhaben erstellt die Grundlage fuer den deutschen Beitrag zum internationalen Moosmonitoringprogramm, das im Auftrag des Nordischen Ministerrates von Schweden koordiniert wird. Insgesamt beteiligen sich 28 europaeische Staaten. Ein 'Aufruf' zur Durchfuehrung des Moosmonitoring 2000 vom Nordischen Ministerrat an alle 28 Staaten liegt Deutschland ebenfalls vor. Die Ergebnisse der vorangegangenen Moosmonitoringvorhaben (Moos-Mon I und II) liegen in einem Datenbanksystem strukturiert vor. Das Vorhaben soll des weiteren diese umfangreichen Daten zu oekologischen und analytischen Informationen auswerten. Dabei sind Zustandsdaten aus anderen Beobachtungssystemen, wie die der Umweltprobenbank fuer die Aus- und Bewertung zu nutzen. Eine staerkere Verknuepfung mit dem Pilotprojekt 'Integrierte Umweltbeobachtung im BR Rhoen' soll erreicht werden. Die Anwendung von Auswertungsmethoden und Bewertungsverfahren soll sich auf Erfahrungen aus dem Bereich der Bioindikation stuetzen. Das Vorhaben soll anteilig zwischen Bund und Laendern finanziert werden.

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