Fokus

Neben den Standardmessungen und -auswertungen stellt OSTLUFT im folgenden Abschnitt Ergebnisse von Projekten und Auswertungen vor oder beleuchtet spezielle Aspekte der Luftqualität.


Langzeitentwicklung der Luftbelastung durch Feinstaub PM10

Regelmässige Staubmessungen werden seit den 1980er Jahren durchgeführt

Die Schweizer Luftreinhalte-Verordnung (LRV) trat im Jahr 1985 in Kraft. Die wichtigste Grundlage für die ...

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Langzeitentwicklung der Luftbelastung durch Feinstaub PM10

Regelmässige Staubmessungen werden seit den 1980er Jahren durchgeführt

Die Schweizer Luftreinhalte-Verordnung (LRV) trat im Jahr 1985 in Kraft. Die wichtigste Grundlage für die Beurteilung der Luftqualität sind Messungen, die im Rahmen des nationalen Beobachtungsnetz für Luftfremdstoffe (NABEL) sowie von kantonalen und städtischen Fachstellen durchgeführt werden. Systematische Messungen von luftgetragenem Schweb- und Feinstaub werden seit Anfang der 1980er Jahre gemacht.

Am Anfang Gesamtstaub, seit Ende der 1990er Jahre Feinstaub

Ursprünglich wurde vor allem die gesamte Menge an Schwebstaub gravimetrisch bestimmt (englisch: «total suspended particles» TSP). Die Gravimetrie ist noch heutzutage das Referenzverfahren zur Feinstaubbestimmung. Der Begriff «Feinstaub» bezieht sich jedoch auf Staubpartikel kleiner als 10 Mikrometer im aerodynamischen Durchmesser (PM10). Mit der Einführung des Immissionsgrenzwertes für Feinstaub PM10 in der LRV im Jahr 1998 wurde vermehrt PM10 anstelle von TSP gemessen. Um eine konsistente Betrachtung der Langzeitentwicklung der Feinstaub PM10 Immissionen zu ermöglichen, wurden an einigen Standorten im NABEL-Messnetz sowie an wenigen Standorten im heutigen OSTLUFT-Gebiet für ein Jahr Parallelmessungen von TSP und PM10 durchgeführt, um den Anteil von PM10 im TSP zu bestimmen. Mit einer solchen Zeitreihenüberführung können rückwirkend mit einer gewissen Unsicherheit auch die Feinstaub PM10 Immissionen abgeschätzt werden. Die entsprechenden Anteile schwanken zwischen verschiedenen Standorten nur gering. Im Folgenden wurde auf dieser Grundlage die Langzeitentwicklung von Feinstaub PM10 an Standorten im OSTLUFT-Gebiet inklusive NABEL-Standorte dargestellt, an denen in den 1980er und 1990er Jahren TSP gemessen wurde (siehe Abbildung).

Deutliche Abnahme der Feinstaubbelastung in den letzten 40 Jahren

In den 1980er Jahren, vor der systematischen Einführung von Partikelfiltern und Katalysatoren, wurden sehr hohe Jahresmittel-Immissionen von Feinstaub PM10 gemessen. Die Schere zwischen der Belastung städtischer Hintergrundstandorte (z.B. Zürich Kaserne oder in Dübendorf) und verkehrsbelasteten Standorten (z.B. Zürich Schimmelstrasse) war sehr gross. Durch die Erarbeitung von Luftreinhaltemassnahmen konnte die Situation langsam und stetig verbessert werden. Zwar schwankt die Feinstaubbelastung von Jahr zu Jahr aufgrund der zusätzlichen Einflüsse von Witterung auf Emissionen und ihre Ausbreitung, jedoch zeigt gerade die Betrachtung der Langzeitentwicklung den Erfolg einer konsequenten Luftreinhaltung. Im Vergleich zu früheren Jahrzehnten ist heutzutage der Anteil aus gasförmigen Vorläuferstoffen sekundär gebildeten Feinstaubs höher, weil die Emissionen primär emittierter Feinstaubpartikel überproportional gesenkt werden konnten. Seit Mitte der 2010er Jahre wird im OSTLUFT-Gebiet der Jahresmittel-Immissionsgrenzwert für Feinstaub PM10 überall eingehalten. Die Betrachtung der entsprechenden Langzeitentwicklung verdeutlicht auch, dass die Verbesserung der Luftbelastung leider nicht von heute auf morgen erreicht wird und ein Langzeitprojekt bleibt.

Deutliche Abnahme der Feinstaubbelastung in den letzten 40 Jahren

Ist mit der Einhaltung des Grenzwertes für Feinstaub PM10 nun alles gut und ist man als Einwohner/in vor schädlichen Auswirkungen durch Feinstaub geschützt? Mitnichten. Seit dem Jahr 2018 gibt es in der LRV einen Jahresmittel-Immissionsgrenzwert von 10 µg/m3 für die feine Feinstaubfraktion (PM2.5, ca. 70 % vom PM10), der heutzutage in einzelnen Jahren und an stärker verkehrsbelasteten Standorten noch überschritten wird. Zudem hat die Weltgesundheitsorganisation WHO im Jahr 2021 ihre Luftgüteleitlinien mit dem aktuellen wissenschaftlichen Erkenntnisstand bezüglich Gesundheitsauswirkungen aufdatiert und die entsprechenden Richtwerte, auf denen üblicherweise die Schweizer Immissionsgrenzwerte basieren, deutlich nach unten korrigiert. Dies greift die Eidgenössische Kommission für Lufthygiene in einem aktuellen Bericht als Empfehlung an den Bundesrat zur Anpassung der Immissionsgrenzwerte auf. Der vorgeschlagene Schwellenwert, unterhalb dessen schädliche Gesundheitsauswirkungen noch nicht ausreichend sicher erfasst sind, beträgt 5 µg/m3 Feinstaub PM2.5 im Jahresmittel und wird fast überall im OSTLUFT-Gebiet deutlich übertroffen. Somit ist klar, dass noch grosse Verbesserungen erreicht werden müssen, um die Bevölkerung vor schädlichen Gesundheitsauswirkungen durch Feinstaub PM2.5 zu schützen.

[µg/m³]

Neuer Richtwert für die Ozonbelastung

Luftbelastung mit Ozon ist ungesund

Bodennahes Ozon (O3) ist ein sekundärer Luftschadstoff. Das heisst, O3 wird in der Luft aus Vorläufergasen gebildet, welche vor allem aus ...

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Neuer Richtwert für die Ozonbelastung

Luftbelastung mit Ozon ist ungesund

Bodennahes Ozon (O3) ist ein sekundärer Luftschadstoff. Das heisst, O3 wird in der Luft aus Vorläufergasen gebildet, welche vor allem aus menschengemachten (Stickoxide, Kohlenstoffmonoxid, Methan und flüchtige organische Verbindungen), aber auch aus natürlichen Quellen stammen. Sonneneinstrahlung und Hitze spielen dabei eine wichtige Rolle und deshalb ist die Ozonbelastung während hochsommerlichen Wetterlagen meist am stärksten.

Ozon ist ein Reizgas. Bei kurzfristig erhöhter Ozonbelastung nehmen Atemwegssymptome und Notfall-Konsultationen wegen Atemwegserkrankungen bei Patienten mit Asthma und chronisch obstruktiver Lungenerkrankung (COPD) zu. Eine langfristig erhöhte Ozonbelastung erhöht das Risiko für Entwicklung von Asthma, die Verschlechterung von bestehendem Asthma sowie das Auftreten von mehr Symptomen bei Allergikern. Die Weltgesundheitsorganisation (WHO) geht ausserdem von einer langfristig erhöhten Sterblichkeit wegen Atemwegserkrankungen durch erhöhte Ozonbelastung aus, Eidgenössische Kommission für Lufthygiene (EKL).

Neuer Ozon-Richtwert der Weltgesundheitsorganisation

In ihrem neuesten Synthesebericht zum aktuellen Wissensstand zu den Gesundheitsauswirkungen von Luftverschmutzung beschreibt die WHO die jährliche Langzeitbelastung durch O3 auf der Grundlage einer neuen Berechnungsvorschrift. Es handelt sich dabei um die durchschnittliche Ozonbelastung während der Sommersaison. Der entsprechende WHO-Richtwert beträgt 60 µg/m3. Die EKL hat in ihrem aktuellen Bericht diese Metrik und den dazugehörigen Richtwert von 60 µg/m3 übernommen und dem Bundesrat als Vorschlag für einen neuen Immissionsgrenzwert in der Schweizer Luftreinhalte-Verordnung (LRV) unterbreitet.

Die Berechnung der Ozonbelastung während der Sommersaison ist kompliziert

Die Berechnung der Ozonbelastung in der Sommersaison ist gemäss der Definition der WHO ein wenig anspruchsvoll. Es handelt sich bei der Sommersaison jeweils um die sechs zusammenhängenden Monate mit der höchsten mittleren Ozonkonzentration im Jahr. Zur Berechnung der WHO-Metrik wird dann die höchste zusammenhängende mittlere 8-Stunden Belastung pro Tag ermittelt und alle höchsten 8-Stunden Belastungen während der Sommersaison werden dann zu einem Wert gemittelt. Konkret wurde für die Darstellung in diesem Artikel pro Jahr und Messort so vorgegangen.

  1. Bildung der Monatsmittel nach Datenkriterien der Schweizer Immissionsmessempfehlung,
  2. Berechnung von gleitenden 6-Monats-Mittelwerten aus den individuellen Monatsmitteln (Werte nur akzeptiert, wenn 6 vollständige Monatsmittel vorliegen),
  3. Identifizieren der Sommersaison-Monate, d.h. die Monate mit dem höchsten gleitenden 6-Monats-Mittelwert,
  4. Berechnung der täglichen gleitenden 8-Stunden-Mittelwerte (auf der Basis von Stundenmittelwerten),
  5. Identifizieren der jeweils höchsten täglichen 8-Stunden-Mittelwerte,
  6. Mittelwertbildung der jeweils höchsten täglichen 8-Stunden-Mittelwerte über die Sommersaison.

Sommerliche Ozonbelastung in der Schweiz ist seit langem ungesund hoch

Die Sommersaison für O3 umfasst bei uns typischerweise die Monate April bis September beziehungsweise März bis August. In der Abbildung der Langzeitentwicklung der O3-Belastung sind Messdaten im OSTLUFT-Gebiet seit Beginn der 1990er Jahre nach lufthygienischen Standortklassen dargestellt. Die Ozonbelastung während der Sommersaison liegt seit mehr als 30 Jahren über dem WHO-Richtwert und ist somit ungesund hoch. Standorte im lufthygienischen ländlichen und vorstädtischen Hintergrund sowie in erhöhten Lagen sind am stärksten von hoher Ozonbelastung während der Sommersaison betroffen. Verkehrsbelastete Standorte sind aufgrund kurzzeitiger lokaler Ozonzerstörung durch verkehrsbedingte Stickstoffmonoxid-Emissionen etwas weniger mit O3 belastet als Hintergrundstandorte. Dieser Effekt hat sich über die Jahre aufgrund sinkender Stickoxid-Emissionen des Verkehrs abgeschwächt, sodass sich die Spannbreite der Belastungsniveaus zwischen verschiedenen Standorten einander angenähert hat. Dies hat zur Folge, dass heutzutage städtische und verkehrsbelastete Gegenden tendenziell stärker durch O3 während der Sommersaison belastet sind als in früheren Jahrzehnten.

Die Ozonbelastung während der Sommersaison wird dem Verlauf einer weiteren, in der Schweiz etablierten O3-Metrik gegenübergestellt: dem höchsten monatlichen 98%-Perzentil der ½-Stundenmittelwerte. Der entsprechende Immissionsgrenzwert der LRV beträgt 100 µg/m3. Die Ozonbelastung des höchsten monatlichen 98%-Perzentils verhält sich über verschiedene lufthygienische Standortklassen ähnlich wie die der Sommersaison. Jedoch ist bei der Sommersaison-Metrik die Verteilung über die Standortklassen eindeutiger und die Langzeitentwicklung scheint besser die Entwicklung der atmosphärenchemischen Prozesse abzubilden. Die Höhe der Grenz- bzw. Richtwert-Überschreitungen ist bei beiden Metriken in einer ähnlichen Grössenordnung. Die Verteilung der Ozonbelastungen über die lufthygienischen Standortklassen ist bei der Sommersaison-Belastung klarer als beim 98%-Perzentil.

Max. monatl. 98 %-Perzentil der ½-Stundenwerte

Mittlere max. tägl. 8-Stundenwerte in der Sommersaison


Luftschadstoffbedingte Gesundheitskosten in OSTLUFT

Die erfolgreiche Luftreinhaltepolitik hat eine deutliche Verbesserung der Luftqualität während der letzten Jahrzehnte bewirkt. Trotz der Abnahme liegt die Schadstoffbelastung im Gebiet ...

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Luftschadstoffbedingte Gesundheitskosten in OSTLUFT

Die erfolgreiche Luftreinhaltepolitik hat eine deutliche Verbesserung der Luftqualität während der letzten Jahrzehnte bewirkt. Trotz der Abnahme liegt die Schadstoffbelastung im Gebiet von OSTLUFT teilweise immer noch über den Immissionsgrenzwerten der Luftreinhalteverordnung (LRV). Die Weltgesundheitsorganisation (WHO) hat im September 2021 ihre neuen Luftqualitätsleitlinien vorgestellt. Die empfohlenen Richtwerte liegen deutlich tiefer als die Immissionsgrenzwerte der LRV. Damit wird bestätigt, dass die Luftverschmutzung auch unterhalb der in der Schweiz gültigen Grenzwerte zu Gesundheitsschäden führt. OSTLUFT hat eine Studie durchführen lassen, welche die Kosten der Gesundheitsschäden für die Jahre 2015 und 2022 berechnet. Ebenso wird der monetäre Nutzen der Massnahmen zur Reduktion der Schadstoffbelastung ausgewiesen.

Luftverschmutzung verursacht hohe Gesundheitskosten

Als Basis für die Schätzung der luftschadstoffbedingten Gesundheitskosten wird einerseits die Bevölkerungsexposition durch Luftschadstoffe und andererseits die WHO-Richtwerte, ab welchen von einer gesundheitsschädlichen Wirkung ausgegangen wird, verwendet. Dabei werden Effektschätzer verwendet, die angeben, mit wie viel höherer Wahrscheinlichkeit eine Gesundheitsfolge auftritt, wenn die Schadstoffkonzentration zunimmt.

Im OSTLUFT-Gebiet (inkl. ganzer Kanton Graubünden) werden die Kosten für die Jahre 2015 und 2022 sowie für die Schadstoffe Feinstaub (PM2.5), Stickstoffdioxid (NO2) und Ozon (O3) ermittelt. Bei den Verursachern NO2 und PM2.5 sind sie zwischen 2015 und 2022 zurückgegangen. Bei O3 sind sie leicht angestiegen. Deren unterschiedliche Entwicklung ist in den Veränderungen der bestimmenden Grössen begründet. Die mittlere bevölkerungsgewichtete Schadstoffbelastung nimmt von 2015 bis 2022 bei PM2.5 und NO2 um 11 % bzw. 35 % ab, hingegen bleibt sie bei O3 mit einer Zunahme um 1 % beinahe gleich gross. Obwohl die Bevölkerung um 7 % und die Kostensätze zwischen 2 % und 5 % zunehmen, resultieren dank der grossen Abnahme von NO2 und PM2.5 tiefere Gesundheitskosten als 2015. Bei O3 führen die Bevölkerungszunahme und höheren Kostensätze hingegen zu einem Anstieg.

Die Gesundheitswirkungen der betrachteten Schadstoffe sind nicht klar abzugrenzen. Darum dürfen die Ergebnisse der einzelnen Schadstoffe nicht addiert werden.

Luftschadstoffbedingte Gesundheitskosten für die Schadstoffe Feinstaub (PM2.5), Stickstoffdioxid (NO2) und Ozon (O3) im OSTLUFT-Gebiet für die Jahre 2015 und 2022.

Für die Immissionen von O3 werden Mittelwerte über jeweils drei Jahre verwendet (für 2015: 2013–2015, für 2022: 2020–2022). Schwarz eingezeichnet ist der Unsicherheitsbereich.

Massnahmen zur Senkung der Luftverschmutzung führen zu tieferen Gesundheitskosten

Die Verbesserung der Luftqualität hat einen Rückgang der Kosten verursacht. Dies hat einen Nutzen, welcher beziffert werden kann. So wird berechnet, wie hoch die Gesundheitskosten bei gleichbleibend hohem Niveau der Schadstoffbelastung gewesen wären. Die Differenz zwischen den Kosten mit gleichbleibend hohem Belastungsniveau und dem tatsächlichen, sinkenden Belastungsniveau ergibt den Nutzen der Verbesserung der Luftqualität.

Die untenstehende Abbildung zeigt kombiniert die Schätzungen für 2015 und 2022 (gelb und grün) mit den Kostensätzen des jeweiligen Betrachtungsjahres. Zusätzlich ist eine blaue Säule eingezeichnet. Sie weist die Kosten für die Schadstoffbelastungen von 2015 aus, aber mit den Kostensätzen von 2022. Aus der Differenz der grünen und blauen Säule lässt sich der Nutzen der Verbesserung der Luftqualität beziffern, welcher auf vermiedene Gesundheitsschäden zurückgeht. Für PM2.5 sind es 1.5 Mrd. CHF, für NO2 sind es 3.1 Mrd. CHF. Für O3 gibt es einen leichten Anstieg um 100 Mio. CHF.

Nutzen der Verbesserung der Luftqualität.

mit tatsächlicher Belastung mit 2015 Belastung

Jeder Schadstoff hat seine Hauptkostentreiber

Die ermittelten Gesundheitskosten für PM2.5 und NO2 werden den Verursachergruppen auf Basis der im OSTLUFT‑Gebiet emittierten Schadstoffen im Jahr 2021 zugeordnet. An den PM2.5-bedingten Gesundheitskosten haben die Verursachergruppen Haushalte und Dienstleistungen (hauptsächlich Holzfeuerungen) mit 41 % und Industrie mit 29 % die grössten Anteile. Wenn noch die sekundär gebildeten PM2.5 in die Betrachtung mit einfliessen, bleiben die Anteile der Gruppen Haushalte und Dienstleistungen mit 25 % und Industrie mit 28 % immer noch hoch. Zusätzlich steigt der Anteil von Land- und Forstwirtschaft auf 16 %.

Bei den Kosten für NO2 hat der Verkehr als Verursacher mit 56 % den grössten Anteil. Die Industrie folgt mit 19 %. Die restlichen 25 % teilen sich Land- und Forstwirtschaft, Haushalte und Dienstleistungen.

Zuordnung der PM2.5-bedingten Gesundheitskosten im Jahr 2022 zu den Verursachergruppen.
Variante 1: primäre Emissionen

Ergebnisse gerundet, basierend auf Emissionskataster des Jahres 2021.

Zuordnung der PM2.5-bedingten Gesundheitskosten im Jahr 2022 zu den Verursachergruppen.
Variante 2: primäre und sekundäre Emissionen

Ergebnisse gerundet, basierend auf Emissionskataster des Jahres 2021.

Zuordnung der NO2-bedingten Gesundheitskosten im Jahr 2022 zu den Verursachergruppen.

Ergebnisse gerundet, basierend auf Emissionskataster des Jahres 2021.

Die Bevölkerungsexposition hat abgenommen, aber …

Die Massnahmen zur Verbesserung der Luftqualität haben ihre Wirkung entfaltet. Die Konzentration der Luftschadstoffe ist zum Teil deutlich gesunken. Damit einhergehend hat auch die Bevölkerungsexposition abgenommen. Waren im Jahr 2015 bei PM2.5 noch 36 % und bei NO2 3 % der Bevölkerung einer Schadstoffkonzentration über dem LRV Grenzwert ausgesetzt, so waren es im Jahr 2022 bei PM2.5 nur noch 2 % und bei NO2 weniger als 1 %.

Die neuen WHO Richtwerte, ab welchen es gemäss der Wissenschaft zu einer Gesundheitsschädigung kommen kann, bewirken aber eine dramatische Verschiebung bei der Bevölkerungsexposition. So sind mindestens 82 % der Bevölkerung im OSTLUFT Gebiet einer gesundheitsschädlichen Luftbelastung ausgesetzt.

Bevölkerungsexposition im OSTLUFT-Gebiet mit PM2.5

Die rote Linie zeigt den Schwellenwert nach WHO 2021. Die grüne Linie zeigt den Grenzwert in der LRV.

Bevölkerungsexposition im OSTLUFT-Gebiet mit NO2

Die rote Linie zeigt den Schwellenwert nach WHO 2021. Die grüne Linie zeigt den Grenzwert in der LRV.

Bevölkerungsexposition im OSTLUFT-Gebiet mit O3

Die rote Linie zeigt den Schwellenwert nach WHO 2021. Der in der LRV festgelegte Grenzwert kann nicht in der Abbildung eingezeichnet werden, da sich dieser nicht auf die für die Berechnung der Gesundheitskosten verwendeten Mittelungszeit («peak season») bezieht.

Ausblick

Der Trend zur besseren Luftqualität wird sich durch technologische Entwicklungen und der Umsetzung von Luftreinhaltemassnahmen weiter fortsetzen. Dadurch wird die Schadstoffbelastung im OSTLUFT-Gebiet weiter abnehmen. Insbesondere die NO2-Belastungen werden dank emissionsmindernder Technologien im Verkehr deutlich zurückgehen. Die Abnahmen von PM2.5 und O3 sind jedoch geringer. Das Verminderungspotenzial von PM2.5 im Verkehr und den Holzfeuerungen wird mit den heute ergriffenen Massnahmen weitgehend ausgeschöpft. Die O3‑Belastung nimmt trotz Abnahme der VOC- und NOx-Emissionen im Inland nur leicht ab. Die Ursachen sind Importe von Vorläufersubstanzen und O3 aus dem benachbarten Ausland. Hingegen nimmt die von den Schadstoffbelastungen betroffene Bevölkerung stetig zu. Das Bundesamt für Statistik rechnet bis 2030 mit einer Bevölkerungszunahme von rund 9 %. Vorausgesetzt die Kostensätze bleiben gleich, kann davon ausgegangen werden, dass die Gesundheitskosten bei NO2 trotz Bevölkerungszunahme weiter abnehmen werden. Aufgrund des stärkeren Bevölkerungswachstums können aber die geringen Abnahmen bei PM2.5 und O3 gegenüber heute zu einem Anstieg der Gesundheitskosten führen. Jedoch ist es schwierig Annahmen über die Entwicklung der Kostensätze zu treffen, weil die zukünftigen Preise von unterschiedlichen Faktoren abhängen (u.a. Inflation, technischer Fortschritt, Produktivität).


EKL empfiehlt zum Schutz der Gesundheit eine Anpassung der Immissionsgrenzwerte

Die derzeit in der Luftreinhalte-Verordnung (LRV) festgelegten Immissionsgrenzwerte (IGW) entsprechen weitgehend den Richtwerten der Weltgesundheitsorganisation (WHO) aus dem Jahr ...

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EKL empfiehlt zum Schutz der Gesundheit eine Anpassung der Immissionsgrenzwerte

Die derzeit in der Luftreinhalte-Verordnung (LRV) festgelegten Immissionsgrenzwerte (IGW) entsprechen weitgehend den Richtwerten der Weltgesundheitsorganisation (WHO) aus dem Jahr 2005, welche auf dem damaligen Wissensstand beruhen. Im Jahre 2013 hat die Eidgenössische Kommission für Lufthygiene (EKL) in ihrem Bericht «Feinstaub in der Schweiz 2013» letztmals die Immissionsgrenzwerte der LRV bewertet. Die nationale und internationale Forschung der letzten 20 Jahre belegt nun gesundheitliche Beeinträchtigungen auch bei deutlich tieferen Konzentrationen von Luftschadstoffen. Die WHO hat am 22.09.2021 eine neue Empfehlung zur Luftqualität veröffentlicht, in welcher der aktuelle Wissensstand dargelegt wird. Darin werden die bisherigen Richtwerte deutlich verschärft. Die EKL hat diese Empfehlung fachlich beurteilt. In ihrem neusten Bericht zur Luftqualität empfiehlt die EKL, dass die Schweizer Immissionsgrenzwerte angepasst werden sollen, um nach heutigem Wissensstand den Schutzanforderungen des Umweltschutzgesetzes zu entsprechen.

Das Schweizer Umweltschutzgesetz fordert Immissionsgrenzwerte und Luftreinhaltemassnahmen, welche dem Schutz der Umwelt und der Gesundheit der gesamten Bevölkerung - insbesondere Personengruppen mit erhöhter Empfindlichkeit - gerecht werden. Die EKL empfiehlt unter Berücksichtigung der WHO-Richtwerte deshalb für sechs Luftschadstoffe (SO2, NO2, CO, O3, PM10, PM2.5) die Anpassung der LRV und damit eine Senkung bzw. Ergänzung der Immissionsgrenzwerte. Zwei derzeit nicht mehr relevante Immissionsgrenzwerte zu Kurzzeitbelastungsspitzen von SO2 und NO2 sollen gestrichen werden.

Empfehlungen der EKL

Die EKL empfiehlt dem Bundesrat, die Immissionsgrenzwerte in Anhang 7 der LRV gemäss Tabelle 1 anzupassen, damit die Immissionsgrenzwerte auch in Zukunft den Anforderungen des Umweltschutzgesetzes entsprechen. Die übrigen Immissionsgrenzwerte sollen unverändert beibehalten werden. Die EKL verzichtet im Moment darauf, Immissionsgrenzwerte für weitere, bisher nicht geregelte Luftschadstoffe zu empfehlen. Sie unterstützt aber die in den WHO-Luftqualitätsleitlinien 2021 formulierten Handlungsempfehlungen für Russ und ultrafeine Partikel (UFP). Deren Emissionen müssen so weit wie möglich vermieden werden.

Tabelle 1: Empfelungen der EKL zur Anpassung der IGW in der LRV. Sie stützen sich weitgehend auf die Richtwerte der WHO-Luftqualitätsleitlienien 2021 (AQG) und die umfangreichen zugehörigen Publikationen und weichen nur in begründeten Ausnahmenfällen davon ab.

Schadstoff Mittelungszeit WHO AQG 2021 LRV IGW derzeit Empfehlung EKL 2023
Schwefeldioxid (SO2), µg/m3 (siehe Kapitel 8) Jahresmittelwert und neu Mittelwert über das Winterhalbjahr 30a 20b
95 % der ½-h-Mittelwerte eines Jahres 100 Streichen
24-h-Mittelwert 40c 100d 40c
Stickstoffdioxid (NO2), µg/m3 (siehe Kapitel 7) Jahresmittelwert 10 30 10
95 % der ½-h-Mittelwerte eines Jahres 100 streichen
24-h-Mittelwert 25c 80d 25c
Kohlenmonoxid (CO), mg/m3 (siehe Kapitel 9) 24-h-Mittelwert 4c 8d 4c
Ozon (O3), µg/m3 (siehe Kapitel 6) Sommersaisone 60 60
98 % der ½-h-Mittelwerte eines Jahres 100 100
8-h-Mittelwert 100c
1-h-Mittelwert 120d 120d
Schwebestaub / Feinstaub (PM10), µg/m3 (siehe Kapitel 4) Jahresmittelwert 15 20 15
24-h-Mittelwert 45c 50c 45c
Schwebestaub / Feinstaub (PM2.5), µg/m3 (siehe Kapitel 5) Jahresmittelwert 5 10 5
24-h-Mittelwert 15c 15c

a Immissionsgrenzwert, welcher auch den Schutz von Tieren und Pflanzen, ihren Lebensgemeinschaften und Lebensräumen nach USG Art. 1 Abs. 1 einschliesst und dem Stand des Wissens zum Zeitpunkt des ERlasses der Luftreinhalte-Verordnung im Jahre 1985 entspricht.
b Wert der WHO-Luftqualitätsleitlinien 2000 (WHO, 2000), welcher zum Schutz von Wäldern und weiteren naturnahen Ökosysemen festgelegt wurde. Er gilt als Jahresmittelwert sowie auch für das Winterhalbjahr. (Oktober-März)
c 99. Perzentil (d.h. 3 Überschreitungen pro Jahr sind zulässig).
d Darf höchstens einmal pro Jahr überschritten werden.
e Durchschnitt der maximalen täglichen 8-h-Mittelwerte der Ozon-Konzentration in den sechs aufeinanderfolgenden Monaten mit der höchsten Ozon-Konzentration im Sechsmonatsdurchschnitt. Für die Schweiz entspricht dies April bis September.

Die Empfehlung der EKL deckt sich weitgehend mit den wissenschaftlich breit abgestützten Luftqualitäts-Richtwerten der WHO. Die flächendeckende Einhaltung der verschärften Immissionsgrenzwerte erfordert entsprechend auch in Zukunft eine nachhaltige Reduktion der Emissionen. Nationale Massnahmen und die kantonalen Massnahmenpläne zur Emissionsminderung sollen überprüft und konsequent umgesetzt werden. Ebenso soll die internationale Zusammenarbeit in der Luftreinhaltepolitik fortgesetzt und gestärkt werden, da Luftschadstoffe auch über Grenzen hinweg transportiert werden. Der Entscheid der EU vom 12. September 2023, die WHO-Richtwerte ab 2035 in ihrer Direktive ebenfalls zu übernehmen, ist ein wichtiges Zeichen.

Auswirkungen für OSTLUFT

Durch den Vorschlag der EKL an den Bundesrat, die Immissionsgrenzwerte zu senken, werden die Massnahmen zur Luftreinhaltung wieder aktueller. Am Beispiel von NO2 zeigt sich, dass durch gezielte Massnahmen in den vergangenen Jahren die Belastung unter den aktuell geltenden Immissionsgrenzwert reduziert werden konnte. Der neue Vorschlag für den Grenzwert ist jedoch deutlich strenger und falls dieser übernommen wird, sind erneut Anstrengungen nötig, die Belastungen flächendeckend unter den Grenzwert zu bringen. Die OSTLUFT-Partner werden weiterhin gemeinsam dafür sorgen, die Luftqualität im Sinne der gesetzlichen Vorgaben zu verbessern.


Wie hoch ist die Belastung durch Ultrafeine Partikel im Hafen Romanshorn?

Luftverschmutzung ist eine nachweisliche Ursache für Krankheiten und vorzeitige Todesfälle [1]. Die grösste Gefahr geht von übermässiger Belastung durch Feinstaub und Ozon aus ...

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Wie hoch ist die Belastung durch Ultrafeine Partikel im Hafen Romanshorn?

Luftverschmutzung ist eine nachweisliche Ursache für Krankheiten und vorzeitige Todesfälle [1]. Die grösste Gefahr geht von übermässiger Belastung durch Feinstaub und Ozon aus [2]. Zudem können Ultrafeine Partikel über die Atemwege ins Blut übertreten und sich so im ganzen Körper verteilen. Atemwegsprobleme, Herz-/Kreislaufbeschwerden und -erkrankungen sowie verringerte Immunabwehr und eine Beeinträchtigung des Nervensystems können die Folgen sein [8].

Dieselmotoren sind unter anderen verantwortlich für die Bildung und den Ausstoss von Feinstaub, Russ und Partikeln. Dank Dieselpartikelfilter (DPF) können diese Emissionen reduziert werden. Bei Lastwagen und Baumaschinen gehören DPF heute zum Standard.

Neue Dieselmotoren in gewerbsmässig eingesetzten Schiffen müssen gemäss der Bundesrats-Verordnung zu den Abgasvorschriften für Schiffsmotoren seit dem 1. Juni 2007 obligatorisch mit einem DPF ausgestattet werden. Dies gilt für Antriebsmotoren wie für Stromgeneratoren. Die Antwort auf die gesetzliche Grundlage ist, dass gemäss einer Erhebung der Thurgauer Seepolizei im Jahr 2015 (praktisch) keine Schweizer Schiffe den Vorschriften entsprachen. Einzig die Schiffe im Zuständigkeitsbereich der Stadt Konstanz sind mit DPF ausgerüstet [3].

In der Zwischenzeit wurden auch bei der Schweizerischen Bodenseeschifffahrt (SBS) und bei der Schweizerischen Schifffahrtsgesellschaft Untersee und Rhein (URh) einige Schiffe neumotorisiert und mit DPF ausgestattet oder bestehende Motoren mit DPF nachgerüstet. So sind bei den vier im Linienverkehr eingesetzten Schiffen der URh sowohl die Antriebsmotoren als auch die Stromgeneratoren mit DPF ausgerüstet. Um den verbleibenden Handlungsbedarf aufzuzeigen, hat OSTLUFT im Sommer 2023 eine Messkampagne im Hafen von Romanshorn durchgeführt.

Messorte und verwendete Geräte

Zwischen Ende Juni und Anfang September 2023 wurde rund um den Hafen Romanshorn an vier Standorten die Belastung durch Ultrafeine Partikel gemessen. Am Standort Schlossbergstrasse wurde von Ende Juni bis Ende Juli die Hintergrundbelastung aufgezeichnet. Die anderen drei Standorte befanden sich direkt am Hafenbecken (Fähranleger, Platz 6 und Platz 8, Abb. 1).

Für die Messungen sind Umweltboxen zum Einsatz gekommen, die jeweils mit einem LDSA-Sensor (Lung Deposited Surface Area, lungendeponierbare Fläche [4]) ausgerüstet sind. Damit wurde im 10-Sekunden-Intervall die LDSA-Belastung gemessen und die Partikelanzahl (Particle Number [PN]) berechnet. Die gemessenen Partikel haben einen Durchmesser zwischen 10 und 300 Nanometer. Partikel mit einem Durchmesser zwischen 10 und 100 Nanometer werden Ultrafeine Partikel (UFP) genannt. Da mindestens 80 % (eigene Messungen und [5]) der gemessenen Partikel in diesem Bereich liegen, sprechen wir im Folgenden von Ultrafeinen Partikel.

Im Rahmen eines weiteren OSTLUFT Projekts wurden zwischen Januar 2022 und Dezember 2023 im Hafen von Arbon umfangreiche Luftschadstoffmessungen durchgeführt. Diese Werte wurden bei einzelnen Auswertungen hinzugezogen (abgekürzt mit ARBM).

Messresultate Ultrafeine Partikel

Die Messungen in Romanshorn zeigen eine relativ konstante Hintergrundbelastung der Ultrafeinen Partikel mit Partikelanzahlkonzentration von etwa 6'000 #/cm³ (Abb. 2). Die Hintergrundbelastung weist nur geringe Unterschiede im Tagesverlauf auf. Insgesamt ist sie vergleichbar mit einer Hintergrundbelastung der Ultrafeinen Partikel, wie sie in der Schweiz in mässig belasteten Innenstädten gemessen wird [6].

Während Ein- und Ausfahrt der Motorfähren, sowie der Zeit am Anleger steigen die Partikelanzahlkonzentrationen der UFP stark an. Liegt die Fähre Friedrichshafen im Becken, werden Höchstwerte von etwa 11'000 #/cm³ gemessen. Liegt die Fähre Romanshorn am Anleger, steigen die Höchstwerte auf bis zu 27'000 #/cm³ an.  Gemäss den Unterlagen der Abteilung Öffentlicher Verkehr Kanton Thurgau verfügt die Fähre Friedrichshafen über einen DPF, die Fähre Romanshorn noch nicht. Dies kann durch diese Messung bestätigt werden.

Neben den Motorfähren verkehren in Romanshorn im Sommer mehrere Passagierschiffe. Auch hier ist zu beobachten, dass bei Manövern im Hafen kurzzeitig hohe Partikelanzahlkonzentration der UFP auftreten. Da die einzelnen Schiffe nur ein bis zweimal pro Tag aus-/einfahren, lässt sich hier kein eindeutiges Bild jedes einzelnen Passagierschiffs darstellen.

Die gemessene Partikelanzahlkonzentration der UFP am Standort Platz 6 zeigen, dass nicht nur Dieselmotoren und Stromgeneratoren der Schiffe zur Belastung mit Partikeln im Hafen Romanshorn beitragen. Anhand der Auswertung der Messdaten und der öffentlich verfügbaren Webcam-Bilder vom Hafen Romanshorn treten hohe Partikelanzahlkonzentrationen auch durch vermehrte Aktivitäten auf den nahegelegenen Bahngleisen auf oder durch vorbeifahrende Fahrzeuge beim Quai.

Grundsätzlich zeigen die Messungen weiter, dass die Partikelanzahlkonzentration der UFP stark durch die Wind- und Niederschlagsbedingungen beeinflusst werden können.

Fazit und Ausblick

Ultrafeine Partikel können über die Atemwege ins Blut übertreten und sich so im ganzen Körper verteilen. Atemwegsprobleme, Herz-/Kreislaufbeschwerden und -erkrankungen sowie verringerte Immunabwehr und eine Beeinträchtigung des Nervensystems können die Folgen sein [8]. Darum ist es wichtig, den Ausstoss dieser Partikel soweit möglich zu vermeiden. Die Messungen der UFP im Hafen Romanshorn im Sommer 2023 haben gezeigt, dass eine relativ stabile Hintergrundbelastung vorliegt. Durch die Aktivitäten im Hafen können kurzzeitig massiv höhere Partikelanzahlkonzentrationen der UFP auftreten. Eine erhöhte Partikelanzahlkonzentration ist klar erkennbar, vor allem, wenn eine der beiden Fähren am Anleger ist. Erwartungsgemäss gibt es bei den Partikelanzahlkonzentrationen der UFP sehr grosse Schwankungen, die zeitlich jedoch nur sehr kurz auftreten. Zudem beeinflussen Wind- und Niederschlagsbedingungen die Belastung durch Ultrafeine Partikel wesentlich.

Fähren und Schiffe mit Dieselpartikelfilter (DPF) stossen grundsätzlich und insbesondere bei hochtourigen Manövern, welche die Motoren stark belasten, deutlich weniger Partikel aus. Ziel gemäss Massnahmenplan Lufthygiene Kanton Thurgau (Massnahme V4) ist es, dass zeitnah alle gewerbsmässig eingesetzten Verkehrsschiffe auf dem Bodensee für alle Antriebsmotoren und Stromgeneratoren mit Dieselpartikelfilter ausgerüstet sein werden (www.umwelt.tg.ch).

Dank: OSTLUFT dankt der Schweizerischen Bodenseeschifffahrt, der katholischen Kirche Romanshorn sowie der Stadt Arbon für die freundliche Unterstützung bei den Messungen.

Referenzen

[1] Fokusartikel TITEL, digitaler Jahresbericht OSTLUFT, 2023

[2] bafu.admin.ch, 02.02.2024, Auswirkungen der Luftverschmutzung auf die Gesundheit (admin.ch)

[3] Massnahmenplan Lufthygiene, Kanton Thurgau 2021-2030, Aktualisierung 2020, V4 Reduktion des Russpartikelausstosses der konzessionierten Fahrgastschiffe der SBS und URh, 2020

[4] OSTLUFT Jahresbericht, Lung Deposited Surface Area (LDSA) – Messungen als Wirkungsgrösse für Ultrafeine Partikel, 2020

[5] Umweltbundesamt Österreich, REPORT, REP-0656, Wien, 2018

[6] bafu.admin.ch, 20.02.2024, NABEL, Partikelmessungen im NABEL – Messbericht 2022 

[7] OSTLUFT Jahresbericht Fokus Ultrafeine Partikel als neue Messgrösse, 2020

[8] bafu.admin.ch, 02.02.2024, Feinstaub (admin.ch)

Abb. 1: Übersicht Messstandorte Hafen Romanshorn

Partikelanzahlkonzentration 27.06.2023–07.09.2023

Abb. 2: Partikelanzahlkonzentration [#/cm³] der UFP, gemittelt über 25 Minuten (hh:05 – hh:25), für die Standorte Fähranleger (Rot), Platz 6, Platz 8/Schlossbergstrasse und Arbon Mole, rechts: ungerade Stunden, links: gerade Stunden; kleines Bild oben rechts: Häufigkeit der Windrichtung [WD] im Hafen Romanshorn, Messperiode