Jahresübersicht der Luftqualität 2023

• Stickstoffdioxid (NO₂)
• Partikel (PM₁₀)
• Partikel (PM_2,5)
• Ozon (O₃)
• Meteorologie

Die vorliegende Übersicht informiert über die Belastung durch die wichtigsten Luftschadstoffe und dient zur ersten Einordnung der Luftschadstoffbelastung in Berlin im Jahr 2023. Eine vollständige Auswertung für alle Luftschadstoffe erfolgt in den Jahresberichten des Berliner Luftgütemessnetzes:

• Luftdaten-Archiv: Berichte und ergänzende Daten

Im Jahr 2023 wurde die Luftqualität gemäß 39. Bundes-Immissionsschutzverordnung (39. BImSchV) an 47 Standorten gemessen, darunter 17 Messcontainer. Sieben dieser 17 Messcontainer sind verkehrsnah und jeweils fünf in innerstädtischen Wohngebieten und am Stadtrand platziert. An den übrigen Standorten werden vereinfachte Verfahren wie Kleinstsammler oder Passivsammler eingesetzt.

Links

• Alle Informationen zu den Messstationen und die Messwerte
• Stündliche aktualisierte Messergebnisse der automatischen Stationen des BLUME und ein aktueller Luftqualitätsindex
• Weitere Informationen zu den Grenz- und Zielwerten für die Beurteilung der Luftqualität
• Mehr Informationen zu den relevanten Schadstoffquellen

Der lokale Dieselverkehr ist der Hauptverursacher für die Stickstoffdioxidbelastung in Berlin. Die im Jahr 2023 vom Berliner Luftgütemessnetz ermittelten NO₂-Jahresmittelwerte sind in der Abbildung 1 dargestellt. Unterschieden wird hier zwischen automatischen Messgeräten in Messcontainern und Passivsammlern. Die Jahresmittelwerte werden für eine bessere Übersicht in Abbildung 2 als Balkendiagramm nach aufsteigender NO₂-Belastung sortiert dargestellt. Die Passivsammler, die für die Beurteilung der Luftqualität an die EU gemeldet werden, sind in der Abbildung mit einem Stern (*) gekennzeichnet.

Für das Jahr 2023 lassen sich die NO₂-Jahresmittelwerte in Berlin wie folgt zusammenfassen:

• am Stadtrand: 7 bis 9 µg/m³
• im städtischen Hintergrund: 12 bis 18 µg/m³
• an den kontinuierlich messenden verkehrsnahen Stationen: 20 bis 32 µg/m³
• beurteilungsrelevante Passivsammler an Straßen: 23 bis 38 µg/m³

Damit traten die höchsten Konzentrationen an den Straßenmessstellen auf. In den Wohngebieten der Innenstadt fällt die Konzentration etwa auf die Hälfte ab. Am Stadtrand beträgt sie nur noch circa ein Viertel der Belastung, die an den innerstädtischen Hauptverkehrsstraßen gemessen wird.

Der Grenzwert für NO₂ von 40 µg/m³ (für den Jahresmittelwert) wurde 2023 an allen Messpunkten, die beurteilungsrelevant sind, eingehalten. Zusätzlich zur langfristigen Belastung mit NO₂ wird auch die kurzfristige Spitzenbelastung beurteilt. Hierfür gilt ein Immissionsgrenzwert für das 1-Stundenmittel von 200 µg/m³, wobei 18 Überschreitungen pro Kalenderjahr zulässig sind. In 2023 wurde dieser Wert an keiner Stunde und an keiner Messstation ermittelt.

Im Vergleich zum Vorjahr 2022 gab es stadtweit einen leichten Rückgang der Stickstoffdioxidkonzentration. Der flächendeckende Konzentrationsrückgang weist darauf hin, dass dieser durch eine meteorologisch günstige Situation zustande gekommen ist. Auch die Flotte der Dieselfahrzeuge wird von Jahr zu Jahr sauberer, da immer mehr Fahrzeuge den strengsten Abgasstandard Euro 6d erfüllen. Zudem wurden zunehmend Doppeldeckerbusse der BVG außer Betrieb genommen, die erhöhte Stickoxidemissionen verursachen.

Zwei Messstandorte gilt es 2023 differenziert zu betrachten:

• Der Standort Friedrichstraße 172 (MS 562) befand sich bis Juli 2023 innerhalb eines verkehrsberuhigten Bereichs, der anschließend wieder für den Verkehr geöffnet wurde. Dies erklärt den geringen Jahresmittelwert von 18 µg/m³, der somit nicht repräsentativ für eine Straßenmessstelle ist.
• Der Standort Schildhornstraße 76 (MC117) erfasst unter anderem die Verkehrsemissionen am Ausläufer der A100. Durch die Sperrung des Schlangenbader Tunnels seit April 2023 verteilte sich der Nord-Süd-Verkehr über die angrenzenden Wohngebiete um den Breitenbachplatz. Die Verkehrsbelastung und damit auch der Schadstoffausstoß waren somit am Standort des Messcontainers in der zweiten Jahreshälfte deutlich geringer. Dadurch sank der Jahresmittelwert gegenüber dem Vorjahr um 8 µg/m³.

Im August 2022 konnten die letzten vier Streckenabschnitte mit Dieselfahrverboten aufgehoben werden. An allen Streckenabschnitten konnte 2023 kein Anstieg der Stickstoffdioxidkonzentration beobachtet werden:

Bei der Beurteilung der PM₁₀-Belastung wird europaweit die Konzentration der gesundheitlich besonders bedenklichen Partikel mit einem aerodynamischen Durchmesser kleiner als 10 Mikrometer (PM₁₀) betrachtet. Diese Partikel haben sowohl vom Menschen beeinflusste als auch natürliche Quellen. Zu letzteren gehören Bodenerosion, Meeresgischt, Waldbrände und Saharastaub sowie biogene Partikel wie Pollen, Viren, Bakterien- und Pilzsporen sowie Pflanzenreste.

Primäre Partikel, die direkt aus Quellen wie Verbrennungsprozessen, z.B. Dieselruß, stammen, werden von sekundären Partikeln unterschieden, die sich in der Atmosphäre aus Schadgasen wie Schwefel- und Stickstoffoxiden, Ammoniak oder Kohlenwasserstoffen bilden. Die Bildung sekundärer Partikel muss besonders bei großräumigen Transporten von Luftschadstoffen in der Atmosphäre berücksichtigt werden.

Bedeutende PM₁₀-Quellen sind Verkehr, Kraft- und Fernheizwerke, Kaminöfen, Heizungen in Wohnhäusern, Baustellen, Schüttgutumschlag und verschiedene industrielle Prozesse. An verkehrsnahen Stationen treten in der Regel höhere Werte auf als im städtischen Hintergrund, insbesondere an Tagen bei Wetterlagen mit schlechten Austauschbedingungen. Hier tragen die noch nicht geminderten Emissionen aus dem Abrieb von Reifen und Bremsen sowie aus der Aufwirbelung von Partikeln von der Straßenoberfläche zu erhöhten Tagesmittelwerten bei. Zu lokalen Konzentrationsspitzen tragen zudem auch Baustellen bei. Hingegen verursacht Dieselruß nur noch etwa 4 % der PM₁₀-Belastung an einer Straße.

Partikel PM₁₀ können je nach Wetterlage über hunderte bis tausende Kilometer transportiert werden. Etwa 62 % der PM₁₀-Belastung an verkehrsnahen Messpunkten in der Berliner Innenstadt stammt aus Quellen außerhalb Berlins.

Seit 2005 liegt der Grenzwert für das PM₁₀-Jahresmittel zum Schutz der menschlichen Gesundheit bei 40 µg/m³ und der Tagesgrenzwert bei 50 µg/m³. Letzterer darf pro Kalenderjahr maximal an 35 Tagen überschritten werden.

Die Jahresmittel für die einzelnen Stationen sind in Abbildung 3 abgebildet. Für das Jahr 2023 lassen sich die PM₁₀-Jahresmittelwerte in Berlin wie folgt zusammenfassen:

• am Stadtrand: 12 bis 15 µg/m³
• im städtischen Hintergrund: 15 bis 17 µg/m³
• verkehrsnah an Hauptverkehrsstraßen: 17 bis 19 µg/m³

Problematischer als der Jahresgrenzwert war stets die Einhaltung des Grenzwertes für das Tagesmittel. Tabelle 2 fasst die Zahl der Überschreitungen des Kurzzeitgrenzwertes im Jahr 2023 zusammen. Der Tagesgrenzwert für PM₁₀ von 50 µg/m³ als Tagesmittel wurde im Jahr 2023 an verkehrsnahen Messstationen lediglich an ein bis vier Tagen überschritten. Der höchste Tagesmittelwert von 69 µg/m³ trat wie im Vorjahr an der Silbersteinstraße auf – am Neujahrstag durch das Silvesterfeuerwerk. In Wohngebieten im städtischen Hintergrund wurde eine Überschreitung gezählt. Hier war die Ursache eine nahegelegene Baustelle. Am Stadtrand lagen wie schon 2022 alle Tagesmittelwerte unter 50 µg/m³. Somit ist weiterhin ein rückläufiger Trend erkennbar. Die jährlichen Schwankungen sind jedoch bei den Überschreitungstagen sehr viel ausgeprägter als beim Jahresmittelwert. Die Anzahl der Überschreitungen des Grenzwertes für das Tagesmittel sind noch viel stärker von meteorologischen Bedingungen und der Häufigkeit von austauscharmen Hochdruckwetterlagen mit südlichen bis östlichen Winden abhängig, als die Mittelwerte für die einzelnen Kalenderjahre. 2023 war ein meteorologisches günstiges Jahr mit wenigen Hochdruckwetterlagen und vermehrt westlichen bis südwestlichen Winden. Damit kann die geringe Anzahl an Überschreitungen erklärt werden.

Eine Teilmenge des PM₁₀ sind die feineren Partikel PM_2,5, deren aerodynamischer Durchmesser kleiner als 2,5 Mikrometer ist. In Berlin bestehen im Mittel ca. 60 bis 70 % der PM₁₀-Fraktion aus den kleineren PM_2,5-Partikeln. Die wichtigsten Quellen dieser kleinen Partikel sind Verbrennungsprozesse und die Bildung von Sekundärpartikeln aus Gasen.
Die Jahresmittel für die einzelnen Stationen sind in Abbildung 4 abgebildet. Für das Jahr 2023 lassen sich die PM_2,5-Jahresmittelwerte in Berlin wie folgt zusammenfassen:

• am Stadtrand: 8 bis 9 µg/m³
• im städtischen Hintergrund: 10 µg/m³
• verkehrsnah an Hauptverkehrsstraßen: 11 bis 12 µg/m³

Der seit 2015 gültige Grenzwert für den Schutz der menschlichen Gesundheit von 25 µg/m³ im Jahresmittel wurde an allen Messstationen eingehalten. Gegenüber 2022 konnte berlinweit ein leichter Rückgang der PM_2,5-Konzentration festgestellt werden. Grund dafür ist womöglich die günstigere meteorologische Situation im Jahr 2023.

Bodennahes Ozon ist ein Schadstoff, der nicht direkt freigesetzt, sondern in der Atmosphäre bei intensiver Sonneneinstrahlung über photochemische Prozesse aus Stickstoffdioxid gebildet wird. Dabei entsteht ein Gleichgewicht zwischen Auf- und Abbau, da das dabei entstehende Stickstoffmonoxid wiederum Ozon abbaut. Der Kreislauf wird jedoch durch einige Stoffe gestört und das vorherrschende Gleichgewicht verschiebt sich zur verstärkten Ozonbildung. Zu den wichtigen Störstoffen gehören flüchtige organische Verbindungen (VOC), Kohlenstoffmonoxid (CO) und Kohlenwasserstoffe wie Methan. Diese sogenannten Ozonvorläufersubstanzen stammen sowohl aus menschengemachten, als auch aus natürlichen Quellen.

In Berlin wird bodennahes Ozon seit Jahren an zwei städtischen und fünf regionalen Hintergrundstationen am Stadtrand gemessen. Am Stadtrand treten tendenziell die höchsten Konzentrationen auf, da dort der Abbau von Ozon durch geringe Stickstoffmonoxid-Konzentrationen eingeschränkt ist. Im Jahr 2019 wurde das Ozon-Monitoring um die Messstelle in der Frankfurter Alle (MC174) erweitert, da sich ein steigender Trend in der mittleren Belastung angedeutet hat.

• JM: Jahresmittel
• MAX_8h: Maximaler 8-Stunden-Mittelwert
• N120_8h: Anzahl an Tagen, an denen Max_8h den Zielwert von 120 µg/m³ überschritten hat
• N120_3J: Anzahl an Tagen, an denen N120_8h über die letzten 3 Kalenderjahre den Zielwert von 120 µg/m³ überschritten hat.
• N180: Anzahl der 1-Stunden-Mittel in denen die Informationsschwelle von 180 µg/m³ überschritten wurde

Zum Schutz der menschlichen Gesundheit gibt es eine Reihe von Kennwerten. Diese sind in Tabelle 3 für das Jahr 2023 aufgeführt. Zunächst aufgeführt ist das Jahresmittel (JM). Einen Grenzwert gibt es hierfür nicht. Auffällig ist, dass alle Werte nahe bei einander liegen, was auf eine gleichmäßige Verteilung der Ozonbelastung hindeutet. Der europaweite Zielwert zum Gesundheitsschutz ist der Mittelwert über 8 Stunden bei einer Konzentrationsschwelle von 120 µg/m³ (N120_8h) mit einer zulässigen Anzahl von Überschreitungen an 25 Tagen im 3-Jahresmittel (N120_3J). Der Wert wird über 3 Jahre gemittelt, um den starken Einfluss der Witterung auf die Ozon-Konzentration zu berücksichtigen. Der höchste 8-Stunden-Mittelwert wurde 2023 in Friedrichshagen mit 142 mg/m³ gemessen. Hier wurden auch die meisten Überschreitungen verzeichnet. Der europaweite Zielwert wurde im Jahr 2023 dennoch an allen Messstationen eingehalten. Zusätzlich zum Zielwert gibt es eine Alarmschwelle, bei dessen Überschreitung bereits bei kurzzeitiger Exposition eine Gefahr für die menschliche Gesundheit besteht. Für Ozon wird ab einer Konzentration von 180 µg/m³ die Öffentlichkeit informiert und ozonempfindlichen Personen wird empfohlen, lang andauernde und körperlich anstrengende Tätigkeiten im Freien zu vermeiden. Zu einer Überschreitung der Informationsschwelle von 180 µg/m³ kam es im Kalenderjahr 2023 nicht.

• AOT40: Summe der Ozon-Werte, die über 80 µg/m³ (40 ppb) liegen, addiert über die Monate Mai bis Juli zwischen 8:00 Uhr und 20:00 Uhr (Langfristiges Ziel zum Schutz der Vegetation: 6.000 µg/m³ h)
• AOT40_5: AOT40 gemittelt über die letzten 5 Kalenderjahre (Zielwert zum Schutz der Vegetation ab 2010: 18.000 µg/m³ h)
• *: nicht genug Messwerte

Ähnlich wie für den Schutz der menschlichen Gesundheit wird ein Indikator für die Schädigung der allgemeinen Vegetation in Form des Summenparameters AOT40 (Accumulated Ozone Exposure over a threshold of 40 ppb) verwendet. Dieser ist in Tabelle 4 aufgelistet. Der AOT40 wird aus der kumulierten Differenz zwischen einem Stundenwerten über 40 ppb und dem Schwellenwert von 40 ppb (das entspricht ca. 80 µg/m³) in Bodennähe ermittelt. Dabei wird nur der Zeitraum innerhalb der Vegetationsperiode, d.h. von Mai bis Juli, zwischen 8 und 20 Uhr (MEZ) berücksichtigt. Zu dieser Zeit gelten Pflanzen als besonders ozonempfindlich. Seit 2010 ist ein Zielwert (AOT40_5) von 18.000 µg/m³ h, gemittelt über 5 Jahre, soweit wie möglich einzuhalten. Als langfristiges Ziel ist ein Jahreswert von 6.000 µg/m³ h festgelegt, allerdings ohne Angabe, bis wann dieser Wert eingehalten werden soll.

Der AOT40, die Summe über Mai bis Juli, lag im Kalenderjahr 2023 bei einem Maximalwert von 16.543 µg/m³ h. Der AOT40_5-Wert, also der ATO40-Wert gemittelt über 5 Jahre, lag zwischen 7.836 und 15.502 µg/m³ h und blieb damit auch an der höchst belasteten Messstation in Friedrichshagen (MC085) unter dem seit 2010 geltenden Zielwert zum Schutz der Vegetation von 18.000 µg/m³ h. Dahingegen wird das langfristige Ziel von 6.000 µg/m³h deutlich überschritten.

Das Wetter hat einen erheblichen Einfluss auf die Luftqualität und trägt zu Schwankungen der Jahresmittelwerte und der Kurzzeitwerte von Jahr zu Jahr bei. Dabei werden sowohl der Ausstoß von Schadstoffen als auch deren Transport, Umwandlung und Ausscheidung aus der Atmosphäre beeinflusst.