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Jahresübersicht der Luftqualität 2019

Stickstoffdioxid

Bei Stickstoffdioxid (NO2) ist der Fahrzeugverkehr der Hauptverursacher. Mit Werten zwischen 34 und 48 µg/m³ traten im Jahr 2019 die höchsten Konzentrationen an den Straßenmessstellen auf. Mit 53 µg/m³ wurde an der Buschkrugallee 8 zwar ein noch höherer NO2-Jahresmittelwert gemessen, da sich dieser Messort jedoch zu nahe an der Kreuzung zur Autobahnauffahrt befindet, ist der Wert nicht repräsentativ für die Belastung der Bevölkerung und wird somit nicht zu Beurteilung der Luftqualität verwendet. Dennoch ist der Wert interessant, da er die Abgase während der Anfahrt und Beschleunigung vor Kreuzungen aufzeigt. In den Wohngebieten der Innenstadt fällt die Konzentration etwa auf die Hälfte ab. Am Standrand beträgt sie nur noch ca. ein Viertel der Belastung an innerstädtischen Hauptverkehrsstraßen.

Der Immissionsgrenzwert für NO2 von 40 µg/m³ wird in 2019 noch an knapp der Hälfte der verkehrsnahen Messpunkte überschritten. Der Hauptgrund liegt im immer noch hohen Anteil an Dieselfahrzeugen. Sie stoßen deutlich mehr Stickstoffoxide (NOx) aus als Kfz mit Otto Motor. Zudem sind die realen Fahremissionen dieser Fahrzeuge gerade im Stadtverkehr trotz einer Verschärfung der EU-Abgasgrenzwerte zum Teil immer noch deutlich erhöht. Erst ab der Abgasnorm Euro-6d-TEMP bzw. Euro VI gehen die NOx-Emissionen zurück.

Eine Verbesserung der Stickstoffdioxidbelastung im lokalen Straßenraum kann durch die Nachrüstung von Lkw und Bussen mit Stickoxidminderungssystemen erreicht werden. So wurden in 2014 wirksame Stickoxidminderungskatalysatoren nachträglich in über 200 Doppeldeckerbusse der BVG eingebaut und bei weitern ca. 150 Bussen die Abgasreinigung nachträglich optimiert. Messbare Erfolge sind am Hardenbergplatz, Messcontainer MC115, zu sehen. Etwa jedes dritte Fahrzeug, das an der Messstation vorbeifährt, ist ein Linienbus der BVG. Durch die Nachrüstung ging die Immissionskonzentration für NO2 von 62 µg/m³ in 2014 auf 34 µg/m³ in 2019 zurück.

Ein Stundenmittelwert von 200 µg/m³ darf seit dem 1.1.2010 nicht öfter als 18 Stunden im Jahr überschritten werden. In 2019 wurde an keiner Stunde und an keiner Messstation dieser Wert überschritten.

NO2-Jahresmittel [µg/m³]

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Partikel (PM10)

Bildvergrößerung: EC+OC-Jahresmittel [µg/m³]
EC+OC-Jahresmittel [µg/m³]
Bild: SenUVK

Bei der Beurteilung der PM10 -Belastung wird europaweit die Konzentration der gesundheitlich besonders bedenklichen Partikel kleiner als 10 Mikrometer (PM10- particulate matter < 10 µm) betrachtet. Sie setzen sich aus primären und sekundären Feinstäuben zusammen.

Primäre Partikel stammen direkt aus der Quelle, zum Beispiel aus Verbrennungsprozessen, wie Dieselruß. An verkehrsreichen Standorten stammt etwa 26 % dieser feinen Teilchen aus dem Straßenverkehr in Form von Auspuffemissionen der Autos (insbesondere Dieselfahrzeuge), vor allem aber aus Reifen- und Fahrbahnabrieb und durch aufgewirbeltes Material auf den Straßen. Deshalb zeigen Messstationen an verkehrsreichen Straßen die höchsten Immissionskonzentrationen an PM10.
Einige weitere Quellen sind Kraft- und Fernheizwerke, Kamine, Öfen und Heizungen in Wohnhäusern, Schüttgutumschlag, Abfallverbrennungsanlagen und bestimmte industrielle Prozesse.

Obwohl die Weltgesundheitsorganisation (WHO) im Jahr 2012 Dieselruß als stark krebserregenden Stoff der Klasse I eingestuft hat, gibt es keinen gesetzlich verpflichtenden Ziel- oder Grenzwert für die Luftqualität. Jedoch verpflichtet die Europäische Luftqualitätsrichtlinie seit Juni 2010 zur Messung von elementarem (EC) und organischem Kohlenstoff (OC) als Hauptbestandteilen des Rußes an ausgewählten Hintergrundstandorten. Auch wenn die Messungen aufgrund fehlender Grenzwerte nur orientierende Funktion besitzen, können die Daten zur Bewertung der Wirkung umgesetzter Maßnahmen, wie z.B. der Umweltzone und der Nachrüstung der BVG-Busse mit Rußfiltern, herangezogen werden. Deshalb werden in Berlin die EC- und OC-Messungen vielfach an verkehrsreichen Hauptstraßen durchgeführt.

EC+OC-Jahresmittel [µg/m³]

XLSX-Dokument (16.6 kB)

Im Jahr 2019 lagen die Immissionskonzentration für EC aus dem Verkehr an Hauptverkehrsstraßen zum Teil deutlich höher als an den Hintergrundstandorten (Buch – MS535 und Neukölln – MS517). Die höchsten EC-Werte wurden mit 2,0 µg/m³ am Spandauer Damm (MS531) und in der Buschkrugallee (MS559) gemessen.

Der Anteil des Kohlenstoffs in OC ist aufgrund des höheren Sauerstoff- und Wasserstoffgehalts niedriger als bei EC. Die enthaltenen Nebenprodukte aus unvollständigen Verbrennungsprozessen stammen aus Kaminen, Öfen und dieselbetriebenen Kraftfahrzeugen (Dieselruß). Diese Schwankungen sind auch Ausdruck der unterschiedlichen (natürlichen und anthropogenen) Quellen organischer Kohlenstoffverbindungen (z.B. Rückstände von Treibstoffen, Pflanzen (Holz), industriellen Produkten). Anzeichen dafür sind in der Stationskategorie „städtisches Wohngebiet“ zu sehen. An der Wohngebietsmessstation in Neukölln (MS517) wurden höhere OC-Konzentrationen gemessen als an manchen Hauptverkehrsstraßen.

Sekundäre Partikel entstehen in der Atmosphäre durch komplexe chemische Reaktionen aus Schadgasen, wie Schwefel- und Stickstoffoxiden, Ammoniak oder Kohlenwasserstoffen.

Partikel können, je nach Wetterlage, über hunderte bis tausende Kilometer transportiert werden. Auswertungen zu den Ursachen der PM10-Belastung zeigen, dass etwa 62 % der PM10-Konzentration an verkehrsnahen Messpunkten der Berliner Innenstadt aus Quellen außerhalb des Großraums Berlin stammt.

Partikel bzw. deren Vorläufer stammen sowohl aus menschlichen Aktivitäten als auch aus natürlichen Prozessen. Zu den natürlichen Quellen gehören die Bodenerosion, Meeresgischt, Wald- und Buschfeuer sowie bestimmte biogene Aerosole – Pollen, Viren, Sporen von Bakterien und Pilzen, außerdem Algen, Pflanzenreste usw.

Für PM10 gelten seit 2005 zwei EU-weite Grenzwerte zum Schutz der menschlichen Gesundheit: Der Grenzwert für das Jahresmittel liegt bei 40 µg/m³ und der Tagesgrenzwert bei 50 µg/m³. Letzterer darf pro Kalenderjahr maximal an 35 Tagen überschritten werden.

Bildvergrößerung: Jahr 2019: Jahresmittelwert der PM10-Konzentration [µg/m³]
Jahr 2019: Jahresmittelwert der PM10-Konzentration [µg/m³]
Bild: SenUVK

Die erste Grafik zeigt, dass im Jahr 2019 der Grenzwert für das Jahresmittel von 40 µg/m³ an allen Messstationen mit Werten zwischen 16 und 24 µg/m³ wie in den Vorjahren eingehalten wurde.

Bildvergrößerung: Jahr 2019: Anzahl der Überschreitungstage PM10
Jahr 2019: Anzahl der Überschreitungstage PM10
Bild: SenUVK

Die zweite Grafik zeigt die Anzahl der Tage mit Überschreitungen des Tagesmittelwertes PM10 von 50 µg/m³ im Kalenderjahr 2019. Der Tagesmittelwert von 50 µg/m³ darf nicht öfter als 35-mal im Jahr überschritten werden. Auch dieser Grenzwert wurde in 2019 an allen Messstationen eingehalten.

Partikel (PM2,5)

Bildvergrößerung: Jahr 2019: Jahresmittelwert der PM2,5-Konzentration in µg/m³
Jahr 2019: Jahresmittelwert der PM2,5-Konzentration in µg/m³
Bild: SenUVK

Eine Teilmenge des PM10 sind die feineren Teilchen PM2,5, deren aerodynamischer Durchmesser kleiner als 2,5 Mikrometer ist.

Im Mittel bestehen ca. 60-70 % der PM10-Fraktion aus den kleineren PM2,5-Partikeln.

Der Rest aus größeren Partikeln zwischen 2,5 und 10 µm Durchmesser stammt vorwiegend aus aufgewirbeltem Staub und aus Partikeln natürlichen Ursprungs, wie zum Beispiel Pollen.

Die Abbildung zeigt, dass der seit 2015 gültige Grenzwert für den Schutz der menschlichen Gesundheit von 25 µg/m³ im Jahresmittel an allen Messstationen mit Werten zwischen 11 und 16 µg/m³ eingehalten wird. Allerdings ist dieser Grenzwert weniger streng als der von der Weltgesundheitsorganisation empfohlene Zielwert von 10 µg/m³ im Jahresmittel. Dieser Zielwert wurde in 2019 an alle Messstellen überschritten.

Ozon

Ozon ist ein Sekundärschadstoff, der über photochemische Prozesse aus Stickstoffdioxid (NO2), flüchtigen organische Verbindungen (NMVOC – non-methane volatile organic compounds) und Methan (CH4) gebildet wird. Diese Ozonvorläufersubstanzen stammen überwiegend aus anthropogenen, bei NMVOC und Methan aber auch aus natürlichen Quellen.

Beim Einatmen von bodennahem Ozon kann es zu einer Minderung der Lungenfunktion, zu entzündlichen Reaktionen der Atemwege und somit zu Atemwegsbeschwerden kommen und damit zu einer Einschränkung der körperlichen Leistungsfähigkeit. Zu hohe Konzentrationen haben auch negative Auswirkungen auf Pflanzen. Sie mindern das Wachstum, führen zu sichtbaren Schäden am Blattwerk und können damit das Ökosystem verändern.

In Berlin wird bodennahes Ozon seit Jahren an zwei städtischen und fünf regionalen Hintergrundstationen am Stadtrand gemessen, wo die höchsten Konzentrationen auftreten. Das Ozon-Monitoring wurde im Jahr 2019 um die Messstelle in der Frankfurter Alle (MC174) erweitert, weil sich für die mittlere Belastung, besonders in der Innenstadt, ein zunehmender Trend andeutet. Diese Werte sind im Jahresbericht des Berliner Luftgütemessnetzes dargestellt.

Bildvergrößerung: Jahr 2019: Ozonimmissionswerte zum Schutz der menschlichen Gesundheit
Jahr 2019: Ozonimmissionswerte zum Schutz der menschlichen Gesundheit
Bild: SenUVK

Die obere Abbildung zeigt die Anzahl der Tage mit Überschreitungen der Ozonzielwerte zum Schutz der menschlichen Gesundheit. Um diesen Schutz zu gewährleisten, sollte das europaweit festgelegte Langfristziel von 120 µg/m³ Ozon als Achtstundenmittel möglichst nicht mehr überschritten werden. In Berlin wurde es im Sommer 2019 am Stadtrand an bis zu 37 Tagen übertroffen (hellgrauer Balken). Der EU-weite Zielwert von höchstens 25 Überschreitungstagen pro Kalenderjahr, gemittelt über die letzten 3 Jahre, wurde an zwei Messstationen überschritten (dunkelgrauer Balken). Seit 2010 ist dieser Zielwert soweit wie möglich einzuhalten.

Ein weiterer Indikator für die Ozonbelastung ist die Überschreitung des Informationswertes von 180 µg/m³ gemittelt über eine Stunde (weißer Balken). Bei einer in den Sommermonaten vereinzelt vorkommenden Überschreitung dieses Wertes, wird die Bevölkerung von der öffentlichen Rundfunkanstalt RBB über das Radio und Fernsehen Videotexttafel 174 informiert. Dies war im Sommer 2019 außer an den Innenstadtstationen und an der Stadtrandstation in Buch jeweils einmal der Fall.

Bildvergrößerung: Jahr 2019: Ozonimmissionswerte zum Schutz der Vegetation
Jahr 2019: Ozonimmissionswerte zum Schutz der Vegetation
Bild: SenUVK

Die zweite Abbildung zeigt einen Indikator für die Schädigung der allgemeinen Vegetation. Er wird berechnet, indem die stündlichen Ozonkonzentrationen oberhalb von 80 µg/m³ (= 40 ppb) tagsüber während der Vegetationsperiode, d.h. von Mai-Juli, aufsummiert werden. Zu dieser Zeit gelten Pflanzen als besonders ozonempfindlich. Seit 2010 ist ein Zielwert von 18.000 µg/m³h, gemittelt über 5 Jahre, soweit wie möglich einzuhalten. Dies war in Berlin im Jahr 2019 an allen Stationen bei einem Maximalwert von 17.870 µg/m³h der Fall. Als langfristiges Ziel ist ein Jahreswert von 6.000 µg/m³h festgelegt, allerdings ohne Angabe, bis wann dieser Wert eingehalten werden soll. Die Berlinkarte mit den gemessenen AOT40Vegetation-Werten zeigt, dass in 2019 das Langfristziel an allen Stationen überschritten ist.

Die zur Ozonbildung beitragenden Emissionen der drei Ozonvorläuferstoffe sollten weiterhin deutlich reduziert werden, damit auch in meteorologisch ungünstigen Jahren mit intensiver Sonneneinstrahlung die vorgegebenen Zielwerte, Langfristziele und Schwellenwerte für Ozon nicht überschritten werden. Da auf Berlin beschränkte Maßnahmen wenig Wirkung zeigen, geschieht dies überwiegend auf nationaler und europäischer Ebene. Dazu wurden EU-weit für alle Mitgliedsstaaten Höchstgrenzen der jährlichen Emission der Schadstoffe festgelegt (Richtlinie 2001/81/EG), aus denen sich Ozon bildet. Übertragen auf Berlin bedeutet das z.B. eine Minderung des Schadstoffausstoßes im Jahr 2010 um 60-70 % verglichen mit den Emissionen in 1990. Die Bundesregierung hat ein nationales Programm vorgelegt, das die Einhaltung der Emissionshöchstgrenzen für Deutschland und die Senkung der großräumigen Ozonbelastung zum Ziel hat. Die EU-Richtlinie mit Emissionshöchstgrenzen (Richtlinie 2016/2284) wurde überarbeitet und für 2020 und 2030 fortgeschrieben. Weitere detaillierte Informationen erhalten Sie auf der Internetseite des Umweltbundesamtes.

Polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe (PAK)

Polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe (PAK) entstehen bei unvollständigen Verbrennungsprozessen, wie z. B. in Automotoren, Kohleheizungen, Holzöfen oder Kaminen. Einige Vertreter dieser über hundert Verbindungen umfassenden Stoffklasse sind für den Menschen krebserregend. Zur Bewertung des Umweltverhaltens werden typische Vertreter, wie z.B. Benzo(a)pyren (B(a)P), als Leitsubstanz ausgewählt.

Die Tabelle zeigt, dass in 2019 der B(a)P-Zielwert von 1 ng/m³ an allen Messstationen mit maximalen Konzentrationen von 0,36 ng/m³ unterschritten ist. Da B(a)P ein Nebenprodukt aus einem unvollständigen Verbrennungsprozess ist, wird es auch bei der Analyse vom organischen Kohlenstoff (OC) erfasst.

Verglichen zu den gemessenen B(a)P-Konzentrationen aus den 90er Jahren mit Werten bis zu 5 ng/m³ (siehe Jahresübersicht 2004) hat die B(a)P-Belastung in den letzten Jahrzehnten stark abgenommen, bedingt durch die Umstellung von Kohleöfen auf moderne umweltfreundliche Heizanlagen, den verstärkten Einsatz von Katalysatoren in Kraftfahrzeugen, den Rückgang von Kraftfahrzeugen mit Zweitaktmotoren und verbesserten Kraftstoffen.

Jahresmittelwerte von Benzo(a)pyren an vier Berliner Messstation im Jahr 2019

  • Messstation

    Immissionskonzentration B(a)P [ng/m³]

  • Frankfurter Allee MC174
    (Straßenschlucht / Hauptverkehrsstraße)

    0,36

  • Schildhornstraße MC117
    (Straßenschlucht / Hauptverkehrsstraße)

    0,25

  • Nansenstraße MC042
    (innerstädtischer Hintergrund)

    0,28

  • Buch MC077
    (städtischer Hintergrund)

    0,25

  • Zielwert (seit 2013)

    1

Schwefeldioxid

Bildvergrößerung: Jahr 2019: Schwefeldioxidkonzentration SO2 [µg/m³] zum Schutz der menschlichen Gesundheit und der Vegetation
Jahr 2019: Schwefeldioxidkonzentration SO2 [µg/m³] zum Schutz der menschlichen Gesundheit und der Vegetation
Bild: SenUVK

Der als Verursacher von Wintersmog und Waldschäden bekannte Schadstoff Schwefeldioxid stammt überwiegend aus Kraftwerken, Kohleöfen und Industrieanlagen und entsteht bei der Verbrennung schwefelhaltiger Brennstoffe wie Kohle oder Öl.

Die Schwefeldioxidimmissionen sind durch den Ersatz von Kohleöfen durch Gasheizung und Fernwärme, die Sanierung oder Stilllegung von Industrieanlagen, die Installation von Rauchgasentschwefelungsanlagen in Kraftwerken sowie schwefelfreiem Kraftstoff stark gesunken.

In Berlin liegen seit Jahren alle Werte weit unter dem zum Schutz der menschlichen Gesundheit festgelegten EU-Grenzwert von 125 µg/m³ als Tagesmittel, bei drei erlaubten Überschreitungen pro Kalenderjahr. Im Jahr 2019 betrug das höchste Tagesmittel 6 µg/m³ und das Jahresmittel 1 µg/m³.

Aufgrund der geringen Belastung wurde die Anzahl der Messstationen auf eine reduziert.

Schwermetalle

Die Belastung der Umwelt durch Schwermetalle wie Arsen (As), Kadmium (Cd), Blei (Pb), Quecksilber (Hg) und Nickel (Ni), die durch verschiedene industrielle Prozesse freigesetzt werden, hat in den letzten Jahren stark abgenommen. Die wichtigsten Emissionsquellen für diese Schwermetalle sind:*
  • Arsen (As):
    Verbrennung von fossilen Brennstoffen (insbesondere Kohle und Heizöl), Kupferindustrie, Blei- und Zinkerzeugung
  • Kadmium (Cd):
  • Verbrennung von fossilen Brennstoffen (insbesondere Kohle und Heizöl), Müllverbrennung, Zementindustrie, metallverarbeitende Industrie und industrieller Phosphatdünger
  • Nickel (Ni):
    Verbrennung von fossilen Brennstoffen (insbesondere Kohle und Heizöl) und Müllverbrennung
  • Blei (Pb):
    Verbrennung von fossilen Brennstoffen (insbesondere Kohle und Heizöl) und Müllverbrennung
  • Quecksilber (Hg):
    Verbrennung von fossilen Brennstoffen (insbesondere Kohle und Heizöl), Müllverbrennung, Schmelzprozesse und Bergbau

Als Emissionsquelle wird in Berlin hauptsächlich die Verbrennung von fossilen Brennstoffen, wie Kohle und Heizöl, gesehen.
Europaweit (EG-Richtlinie 2004/107/EG) wurden erstmals im Dezember 2004 Zielwerte für die Schwermetalle As, Cd und Ni festgelegt, die seit 2013 einzuhalten sind.
In 2019 wurden an allen Berliner Messstationen die Zielwerte für As, Cd, Ni sowie der Grenzwert für Blei weit unterschritten. Rückblickend auf die letzten fünf Jahre wurde die untere Beurteilungsschwelle dieser Elemente nicht überschritten, somit können die Messungen durch Modellrechnungen ersetzt werden.

Jahresmittelwerte von Schwermetallen an zwei Berliner Messstation im Jahr 2019 (Immissionskonzentration)

  • Messstation Nansenstraße MC042
    (innerstädtischer Hintergrund)

  • Schwermetalle

    Messwerte

  • As [ng/m³]

    1,4

  • Cd [ng/m³]

    0,2

  • Ni [ng/m³]

    2,0

  • Pb [ng/m³]

    10,5

  • Messstation Frankfurter Allee MC174
    (Straßenschlucht/Hauptverkehrsstraße)

  • Schwermetalle

    Messwerte

  • As [ng/m³]

    1,3

  • Cd [ng/m³]

    0,2

  • Ni [ng/m³]

    3,4

  • Pb [ng/m³]

    10,4

  • Schwermetalle

    Zielwert 1* / Grenzwert 2*

  • As [ng/m³]

    Zielwert: 6

  • Cd [ng/m³]

    Zielwert: 5

  • Ni [ng/m³]

    Zielwert: 20

  • Pb [ng/m³]

    Grenzwert: 500

1*) Gesamtgehalt in der PM10-Fraktion als Durchschnitt eines Kalenderjahres,
Zielwert nach der 39. BImSchV, soweit wie möglich seit 2013 einzuhalten

2*) Gesamtgehalt in der PM10-Fraktion als Durchschnitt eines Kalenderjahres, Grenzwert nach 39. BImSchV, einzuhalten seit 2005

MC: Nummer der Messstation

As: Arsen, Cd: Kadmium, Ni: Nickel, Pb: Blei

Quecksilber wurde in Berlin nicht gemessen. Die Messung wird auf überregionaler Ebene vom Umweltbundesamt durchgeführt.