OSTLUFT-Jahresbericht 2023

Die Entwicklung der PM10-Belastung zeigt weiterhin ein positives Bild. Über die letzten zwanzig Jahre gesehen, ging die PM10-Feinstaubkonzentration im Jahresmittel deutlich zurück. Wie im Vorjahr überschritt keine Messstation in der Ostschweiz den Jahresmittel-Grenzwert. In städtischen und verkehrsexponierten Lagen wurde der Tagesmittel-Grenzwert 2023 an einzelnen Tagen überschritten.

Die Jahresmittelwerte beim Feinstaub PM10 haben seit Messbeginn deutlich abgenommen. 2023 blieben die Konzentrationen ähnlich wie in den Vorjahren. Der Jahresmittel-Grenzwert von 20 µg/m³ wurde an allen Messstandorten in der Ostschweiz eingehalten. Am Autobahnstandort Chur A13 wurde das höchste Jahresmittel mit 15 µg/m³ gemessen. In ländlichen Gebieten und besonders in höheren Lagen ist die PM10-Feinstaubbelastung zwischen 9 und 10 µg/m³ am geringsten. In den letzten fünfzehn Jahren hat die PM10-Feinstaubbelastung, bezogen auf die Jahresmittelwerte, um gut ein Drittel abgenommen.

Eine Entlastung wurde auch bei den Tagesmittelwerten festgestellt. Sowohl die Höhe der maximalen PM10-Tagesmittelwerte als auch die Anzahl Überschreitungen des Tagesmittel-Grenzwertes von 50 µg/m³ haben im letzten Jahrzehnt deutlich abgenommen. Im Vergleich zum Vorjahr lag 2023 die Zahl der Grenzwertüberschreitungen deutlich tiefer und auch die maximalen PM10-Tagesmittelwerte sind zurückgegangen.

Zur deutlichen Entlastung tragen die umgesetzten Massnahmen bei den Holzfeuerungen und in der Industrie sowie die Dieselpartikelfilter bei PW's und Nutzfahrzeugen bei. Der Minderungseffekt wird auch verstärkt durch den Rückgang von Inversionslagen in den letzten Jahren. Das sind Witterungsphasen, während denen das Mittelland lange Zeit unter einer kalten Hochnebeldecke liegt. Bei solchen Inversionslagen ist der Luftaustausch stark eingeschränkt und in der Folge reichern sich die Abgase aus dem Verkehr, den Feuerungen sowie Industrie und Gewerbe in den bodennahen Luftschichten an. Werden die Inversionen durch häufige Luftwechsel immer wieder aufgelöst, reichern sich die Schadstoffe in der bodennahen Luftschicht weniger an. Das Frühjahr 2023 war überdurchschnittlich mild und die Heizperiode war vergleichbar mit dem Vorjahr. Auch der Herbst 2023 war bis in den Oktober immer wieder sonnig, und mild. Somit traten praktisch keine Inversionen und erhöhte Feinstaubkonzentrationen auf.

Tabellen Entwicklung der PM10-Jahreswerte

Zusätzlich zum Grenzwert für die Feinstaubfraktion PM10 gilt seit 2019 auch ein Jahresmittel-Grenzwert für PM2.5. Im OSTLUFT-Gebiet wurde 2022 an zehn Standorten PM2.5 gemessen.

Bei den Messungen 2023 wurde der Jahresmittel-Grenzwert für PM2.5 von 10 µg/m³ an keiner Messstation in der Ostschweiz überschritten. Am höchsten ist die Belastung mit PM2.5 an den verkehrsreichen Standorten mit einem Jahresmittelwert von etwa 9 µg/m³. Das tiefste gemessene Jahresmittel betrug etwa 6 µg/m³ am siedlungsfernen Standort St.Gallen-Stuelegg.

Die Unterschiede in der PM2.5-Belastung an den verschiedenen Messstandorten sind ähnlich wie beim PM10, aber deutlich geringer als beim NO₂. Feinstaub PM2.5 und PM10 werden grossräumiger verteilt.

Zu den Quellen für Feinstaub und Russ zählen vor allem der Strassenverkehr und die Holzfeuerungen. Dabei spielen auch private Holzheizungen wie etwa Holzzentralheizungen, Kachelöfen oder Kleinöfen eine grosse Rolle.

Tabellen Entwicklung der PM2.5-Jahreswerte

Feinstaub-Partikel enthalten auch krebserregende Russteilchen (EC) aus Dieselmotoren und Holzfeuerungen. Die Russkonzentrationen liegen grossflächig deutlich über dem von der Eidgenössischen Kommission für Lufthygiene (EKL) empfohlenen Zielwert von 0.1 µg/m³.

In den Siedlungsgebieten wurden 2023 Russ-Jahresmittelwerte zwischen 0.2 und 0.7 µg/m³ gemessen. An den meisten Siedlungsstandorten und strassennahen Standorten hat die Russbelastung gegenüber den Vorjahren minimal abgenommen. An den siedlungs- und strassenfernen Standorten ist die Belastung etwa gleichgeblieben. Den Anteil der Witterung oder der Emissionsentwicklung an der kurzfristigen Veränderung ist nicht zu quantifizieren.

Dank der Massnahmen an verschiedenen Quellen hat sich seit 2010 die Russbelastung an den stärker belasteten Standorten deutlich mehr als halbiert. Dazu haben unter anderem die Partikelfilter bei dieselbetriebenen PW's, Lastwagen und Bussen sowie Partikelfilter bei grossen Holzfeuerungen beigetragen. Zur Erreichung des Zielwertes sind auch weitere Massnahmen nötig, wie beispielsweise die Filterpflicht auch bei dieselbetriebenen Arbeitsgeräten und Traktoren. Eine Herausforderung bleibt auch die Emissionsminderung bei den Holzfeuerungen, die vor allem in der Anfeuerungsphase sowie beim Gluterhalt häufig sehr hohe Schadstoffemissionen verursachen.

Tabellen Entwicklung der Russ EC-Jahreswerte

Die Luftbelastung mit Stickoxiden hat sich an den verkehrsbeeinflussten Standorten weiter verbessert, nachdem – unter anderem wegen des Dieselskandals – eine längere Stagnation vorausgegangen war. Der Jahresmittel-Grenzwert für Stickstoffdioxid wird 2023 an den meisten verkehrsnahen Standorten unterschritten.

Die Entwicklung der Belastung durch Stickstoffdioxid (NO₂) zeigt ein uneinheitliches Bild. An den meisten Standorten mit mässiger Belastung setzte sich die Verbesserung kontinuierlich fort. Nach der Stagnation der Jahresmittelwerte für NO₂ und Stickstoffmonoxid (NO) von 2008 bis 2013 an stark verkehrsbelasteten Standorten setzt sich im Jahr 2023 auch hier ein Rückgang mehrheitlich fort.

Bei der Beurteilung der NO₂-Belastungen stützt sich OSTLUFT – zusätzlich zu den automatischen Messstationen – auf ein dichtes Netz von NO₂-Passivsammlern. Dies erlaubt eine detaillierte Raumabdeckung. Die Passivsammlerresultate unterstreichen die Bedeutung der Verkehrs- und Siedlungsdichte auf die NO₂-Belastung im gesamten OSTLUFT-Gebiet. Von hohen NO₂-Belastungen sind hauptsächlich städtische Gebiete entlang von stark befahrenen Verkehrsachsen sowie Autobahnstandorte betroffen: so im Grossraum Zürich-Winterthur sowie in den Städten St. Gallen und Frauenfeld. Dabei spielt auch die Bebauung eine wichtige Rolle. Geschlossene Bebauung erschwert die Durchlüftung, sodass sich die Autoabgase unmittelbar entlang der Strasse anreichern und zu übermässigen Luftbelastungen führen können.

Die Häufigkeit von Tagen mit Grenzwertüberschreitungen an diesen Verkehrsstandorten ist, wie beim Feinstaub, auch von der Häufigkeit und Stärke von Inversionen abhängig. 2023 blieben die NO₂-Jahresmittelwerte an den Hintergrundstandorten und den verkehrsbeeinflussten Messstandorten etwa gleich wie im Vorjahr. Der Tagesmittel-Grenzwert von 80 µg/m³ wurde 2023 an allen Standorten eingehalten.

An Standorten ohne direkten Verkehrseinfluss unterscheidet sich die Belastung je nach Siedlungsdichte und Höhenlage. Während der Jahresdurchschnitt auf dem Land über 700 m ü. M. bei etwa 4 µg/m³ liegt, ist die Grundbelastung im Zentrum der Stadt Zürich (400 m ü. M.) rund zwei- bis fünfmal höher.

Tabellen Entwicklung der NO₂-Jahreswerte (Messstationen)

Zusammenstellung der NO₂-Jahresmittelwerte (Passivsammler)

Das Sommerhalbjahr 2023 war eines der wärmsten seit Jahren. Die langanhaltenden Hitzeperioden wirkten sich auf die Ozonbelastung im OSTLUFT-Gebiet aus. So waren Überschreitungen des Stundenmittel-Grenzwertes wiederum deutlich häufiger als in den Vorjahren.

Während hochsommerlicher Wetterlagen wird in der Luft viel Ozon aus Stickstoffdioxid und weiteren Luftschadstoffen gebildet. Bei sonnigen Schönwetterphasen steigt die nachmittägliche Ozonbelastung von Tag zu Tag an und überschreitet rasch grossflächig den Stundenmittel-Grenzwert von 120 µg/m³. Die höchsten Ozonstundenmittelwerte bis 191 µg/m³ wurden an den nicht unmittelbar verkehrsexponierten Stationen im Grossraum Zürich gemessen. In der übrigen Ostschweiz blieben die maximalen Stundenmittel höchstens bei 172 µg/m³. Die Spannweite der Ozonbelastung an den verschiedenen Standorten in den tieferen Lagen wird immer schmäler. An den höher gelegenen Standorten in Siedlungsnähe wie Heubeeribüel über Zürich, Stuelegg oberhalb von St. Gallen sowie Wald Höhenklinik wurden mit weit über 300 Stunden die meisten Überschreitungen des Stundenmittel-Grenzwertes registriert.

An verkehrsnahen und stark frequentierten Messstationen in Zürich, Opfikon, St. Gallen und Chur waren – im Vergleich zu den Höhenlagen und den nicht unmittelbar verkehrsexponierten Standorten – deutlich weniger Stunden mit Überschreitungen der Grenzwerte für Ozon zu verzeichnen. Typisch an diesen Stationen ist die Luftbelastung durch Autoabgase. Das vor Ort vorhandene Ozon wird durch chemische Reaktionen mit den frischen Autoabgasen aus dem Auspuff kurzfristig abgebaut. Dabei entsteht aus dem Stickstoffmonoxid (NO) der Autoabgase Stickstoffdioxid (NO₂) und andere kritische stickstoffhaltige Verbindungen. Das NO₂ treibt abseits des Entstehungsorts die Ozonbildung wiederum an.

Tabellen Entwicklung der Ozon-Jahreswerte

Die Belastung der Luft mit Ammoniak (NH₃) bewegt sich seit zwanzig Jahren auf hohem Niveau ohne einheitliche Tendenz. Das meiste NH₃ stammt aus der intensiven Tierhaltung. In der Stadt ist der Strassenverkehr die Hauptquelle. Ammoniak trägt zur Feinstaubbildung in der Luft bei und ist Hauptbestandteil von übermässigen Stickstoffeinträgen aus der Luft in empfindliche Ökosysteme.

Die gemessene Ammoniakbelastung in den ländlichen Gebieten ist direkt abhängig von der Intensität der landwirtschaftlichen Nutzung respektive der Nutztierdichte. NH₃ wird vor allem aus den Ausscheidungen der Tiere im Stall sowie bei der Lagerung und Ausbringung von organischem Hofdünger freigesetzt. Sowohl die räumlich und zeitlich stark variablen NH₃-Verluste als auch der grosse Einfluss der Witterung sorgen dafür, dass die Belastungen zwischen den Jahren und im Jahresverlauf stark schwanken. Am tiefsten sind sie im Winterhalbjahr, wenn kaum Hofdünger (Gülle) ausgetragen wird und tiefe Temperaturen die Verluste von NH₃ aus dem Stallbereich und bei der Lagerung minimieren. Erhöhte Belastungen im Frühjahr und Herbst hängen mit dem häufigen Ausbringen von Hofdünger zusammen. Im Sommer werden die NH₃-Verluste durch hohe Temperaturen verstärkt (siehe OSTLUFT Jahresbericht 2021 – fünfter Fokusbeitrag «Witterungseinfluss»).

Nachdem 2018 in zwei Naturschutzgebieten unerwartet hohe Ammoniakkonzentrationen gemessen wurden, beprobt OSTLUFT seit 2019 zusätzliche Standorte in Naturschutzgebieten. Neben dem Naturschutzgebiet Bannriet in Altstätten (SG) mit einem Jahresmittelwert von 7.2 µg/m³ werden in weiteren Naturschutzgebieten in der Ostschweiz auch im Messjahr 2023 Ammoniakbelastungen festgestellt, die über dem für höhere Pflanzen verträglichen Niveau (Critical Level) von 3 µg/m³ liegen. Es ist ein deutlicher Unterschied von Gebieten mit hoher Viehdichte und Gebieten mit mehr Acker- und Gemüsebau festzustellen.

In Bezug auf NH₃ ist das Critical Level das direkte Bezugsmass zur Beurteilung von Übermässigkeit. Für das Ökosystem ist aber der Gesamt-Stickstoffeintrag ausschlaggebend, beurteilt als Critical Loads für Stickstoff. Man kann davon ausgehen, dass bei einer Überschreitung des Critical Levels die Critical Loads sicher überschritten sind, jedoch stellt eine Unterschreitung des Critical Levels noch keine Garantie für eine Unterschreitung des Critical Loads dar. Messergebnisse zum Gesamt-Stickstoffeintrag werden im folgenden Abschnitt «Stickstoff-Deposition» dargestellt.

Zusammenstellung der Ammoniak-Jahresmittelwerte (Passivsammler)

Stickstoff als wichtiger Nährstoff für Lebewesen ist in der Natur Mangelware. Naturnahe Ökosysteme sind an diese Gegebenheit angepasst. Erst seit gut hundert Jahren hat der Mensch durch die Industrialisierung und die Herstellung von Kunstdünger seine Abhängigkeit von der Mangelware Stickstoff durchbrochen. Dies hat Folgen für naturnahe Ökosysteme, die durch übermässigen Stickstoffeintrag aus der Luft belastetet werden. Nach wiederholten Projektmessungen im Fünfjahres-Rhythmus hat OSTLUFT 2021 die jährliche Messung der Stickstoff-Deposition an sieben Standorten ins Messkonzept aufgenommen.

Die Stickstoff-Deposition (Stickstoff-Gesamteintrag aus der Luft) umfasst den Eintrag von oxidierten und reduzierten Stickstoffverbindungen. Oxidierte Stickstoffverbindungen in der Luft wie Stickstoffdioxid und Nitrat stammen in der Schweiz hauptsächlich aus der Verbrennung fossiler Energieträger für Wärme und Mobilität. Reduzierte Stickstoffverbindungen in der Luft wie Ammoniak und Ammonium stammen hingegen über 90 Prozent aus der Landwirtschaft. Diese reaktiven Stickstoffverbindungen werden hauptsächlich als Gase (Ammoniak, Stickstoffdioxid) und in Feinstaubpartikeln sowie im Regenwasser (Ammonium, Nitrat) in empfindliche Ökosysteme eingetragen.

Die Bandbreite der Stickstoffeinträge aus der Luft ist mit 10 bis 55 kg Stickstoff pro Hektare und Jahr sehr gross. Unterschiede ergeben sich vor allem aus dem Anteil des Ammoniak-Stickstoffs (NH₃-N), der auf die Pflanzen einwirkt. Entsprechend treten hohe Belastungen besonders in den Gebieten mit intensiver Viehwirtschaft auf. Geringer ist die Belastung in Gebieten mit mehr Acker- und Gemüsebau. An fast allen untersuchten Naturschutzflächen und extensiv bewirtschafteten Standorten werden die Critical Loads für empfindliche Ökosysteme aber überschritten.

Der übermässige Stickstoffaustrag aus der Luft hat für viele Ökosysteme gravierende Folgen. Empfindliche Ökosysteme sind zum Beispiel Wälder, Trockenrasen und andere artenreiche Naturwiesen, Hochmoore, Flachmoore, Heidelandschaften und nährstoffarme Still- und Fliessgewässer. Diese auf wenig verfügbaren Stickstoff angepassten Systeme werden durch den Stickstoffeintrag überdüngt. Dabei kommt es zu veränderten Lebensbedingungen der Pflanzen und Tiere, sodass Arten verdrängt werden. Der übermässige Stickstoffeintrag aus der Luft ist damit für eine Verringerung der Artenvielfalt verantwortlich und hat einen direkten Einfluss auf die Biodiversität.

Bei der Umwandlung von reaktivem Stickstoff im Boden kann es zu Bodenversauerung kommen, was unter anderem Wälder anfälliger gegen Stürme, Schädlinge und Trockenheit machen kann. Die Belastung der Wälder kann mit den Messungen im Freiland und den Depositionskennzahlen für den Wald abgeleitet werden. Die einundzwanzigjährige Messreihe auf dem Bachtel kann auch für die Berechnung des Stickstoffeintrags in den angrenzenden Wald genutzt werden. Seit Messbeginn wird hier der Critical Load für Wald andauernd überschritten, ohne eine klare Verbesserungstendenz.

Luftverschmutzung ist eine nachweisliche Ursache für Krankheiten und vorzeitige Todesfälle. Feinstaub, Russ, Ozon und Stickoxide sind besonders gesundheitsschädlich. Die einzelnen Luftschadstoffe sind jedoch nicht isoliert zu betrachten, da die Wirkung auf die Gesundheit von einem oder von mehreren Schadstoffen und ihrem Zusammenwirken verursacht werden kann.

Luftverschmutzung ist eine nachweisliche Ursache für Krankheit und vorzeitige Todesfälle. Feinstaub, Russ, Ozon und Stickstoffdioxide sind besonders gesundheitsschädlich und führen zu Atemwegs- und Herz-Kreislauf-Erkrankungen sowie vermutlich zu weiteren Gesundheitsfolgen wie Diabetes, Atemwegsallergien und niedrigem Geburtsgewicht. Besonders betroffen sind Kinder, ältere Personen oder Menschen mit einer Vorerkrankung der Atemwege oder des Herz-Kreislaufsystems. Bei diesen kann sich der Gesundheitszustand auch aufgrund von kurzfristigen Veränderungen der Luftschadstoffbelastung verschlechtern.

Die interaktive Infografik Gesundheitsauswirkungen der Luftschadstoffe zeigt die vielfältigen Wirkungen der verschiedenen Luftschadstoffe auf unsere Gesundheit auf und bewertet deren Kausalität. Die Infografik wurde durch das Schweizerisches Tropen- und Public Health-Institut (Swiss TPH) in Zusammenarbeit mit dem Bund, Kantonen und privaten Gesundheitsorganisationen entwickelt.

Die Bedeutung der Luftbelastung für unsere Gesundheit belegt auch die überarbeitete Luftqualitätsrichtlinie der Weltgesundheitsorganisation WHO von 2021. Diese belegt, dass auch Luftbelastungen unter den aktuell in der Schweiz gültigen Grenzwerten zu Gesundheitsschäden führen kann.  Im Bericht zur Luftqualität kommt die Eidgenössische Kommission für Lufthygiene (EKL) nun zum Schluss, dass die Schweizer Immissionsgrenzwerte angepasst werden sollen, um nach heutigem Wissensstand den Schutzanforderungen des Umweltschutzgesetzes zu entsprechen. Weiteres dazu finden Sie im Fokusthema «EKL-Bericht».

BAFU-Publikation: Luftverschmutzung und Gesundheit

Feinstaub (PM10, PM2.5) und Russ

Feinstaub kann bis in die Lungen vordringen, da die Filterwirkung des Nasen-Rachenraumes für diese feinen Partikel nicht ausreicht. Die gröberen Bestandteile des Feinstaubs wirken in den Atemwegen und verursachen Husten, Asthmaanfälle und Atemwegserkrankungen. Die feineren Bestandteile können noch weiter in unseren Körper vordringen. Sie gelangen bis in die tiefsten Atemwege, teilweise über die Lungenbläschen bis in die Blutbahn und verursachen Herzrhythmusstörungen und erhöhen Herz-Kreislauf-Probleme. Russ und seine Begleitstoffe vergrössern das Lungenkrebsrisiko.

Stickstoffdioxid (NO₂)

Stickstoffdioxid führt zu Entzündungen in den Atemwegen und verstärkt die Reizwirkung von Allergenen. Längerfristig häufen sich Infektionskrankheiten und die Lungenfunktion verringert sich. Neben der direkten gesundheitsschädigenden Wirkung trägt NO₂ auch zur Bildung von bodennahem Ozon und zur sekundären Feinstaubbildung bei.

Ozon (O₃)

Ozon kann die Schleimhäute von Augen, Nase und Atemwegen reizen. Bei hohen Ozonwerten in der Aussenluft treten Beschwerden am ehesten bei Personen auf, die sich im Freien während längerer Zeit körperlich anstrengen. Die Empfindlichkeit ist individuell stark verschieden. Bei Menschen mit Allergien oder Asthma kann Ozon die entsprechenden Symptome verstärken. Im Allgemeinen ist der Aufenthalt im Freien unproblematisch. Durch eine flexible, zeitliche und örtliche Anpassung der Aktivitäten mit grosser körperlicher Belastung kann die persönliche Ozonbelastung vermindert werden.

Weitere Informationen finden Sie im Interview mit der Epidemiologin Meltem Kutlar Joss vom Schweizerischen Tropen- und Public Health-Institut (Swiss TPH) der Universität Basel, das im OSTLUFT Jahresbericht 2015 (S. 22-23) abgedruckt ist.

Interaktive Grafik zu den Auswirkungen der Luftverschmutzung auf die Gesundheit

Luftschadstoffe wirken sich auch auf Pflanzen und Ökosysteme aus. Stickstoffdioxid und Ozon beeinträchtigen das Wachstum von Pflanzen. Stickstoffhaltige Luftschadstoffe wie Ammoniak und Stickoxide führen zur Versauerung und Überdüngung von Böden und Gewässern und gefährden empfindliche Ökosysteme.

Ammoniak (NH₃)

Ammoniak in der Luft ist vor allem deshalb problematisch, weil es in Form von Gas und sekundärem Feinstaub, aber auch mit dem Regen in Böden abseits der landwirtschaftlichen Flächen gelangt. Dabei werden die Böden überdüngt und versauern stärker. In überdüngten Gebieten wachsen jene Pflanzen besonders schnell, die viel Stickstoff mögen. Doch damit verdrängen sie andere Pflanzen, die an eine nährstoffarme Umgebung angepasst sind. Deshalb verschwinden vielerorts die Wiesenblumen. Eine weitere Folge ist, dass Schilfpflanzen zunehmend die Flachmoore überwuchern. Auch Waldbäume geraten aus dem Gleichgewicht: bei übermässigem Stickstoffeintrag entwickeln sich die Baumkronen stärker als die Wurzeln. Dadurch werden die Bäume anfälliger auf Windwurf und Trockenheit. Zudem wird durch die Versauerung der Böden die Mineralstoffversorgung der Pflanzen beeinträchtigt.

Über Beobachtungen zu den Auswirkungen übermässiger Stickstoffeinträge berichten ein Naturschützer und ein Forstingenieur im Jahresbericht 2016 unter dem Titel «Folgen erhöhter Stickstoffdeposition - Stilles Sterben, schleichendes Verschwinden» (S. 16-21). Die Zusammenhänge sind auch im neuen BAFU-Dossier «Weshalb zu viel Stickstoff den Wald krank macht» dargestellt.

Die intensive Tierhaltung produziert rund zwei Drittel des Stickstoffs, der zur Überdüngung der Böden führt. Denn Mist und Gülle enthalten viel stickstoffhaltiges Ammoniak, das als Gas aus den Ställen sowie bei der Lagerung und beim Austragen der Gülle in die Luft entweicht. Gemäss externer Kostenberechnung verursachen in der Schweiz die Ammoniakemissionen aus der Landwirtschaft jährliche Umweltkosten von 1.7 Milliarden Franken. Das sind beinahe 50 Prozent der externen Kosten für Umwelt und Gesundheit, die insgesamt durch die Landwirtschaft verursacht werden (Quelle: Vision Landwirtschaft).

Die Luftreinhaltepolitik in der Schweiz ist ein Erfolgsmodell. Die Bevölkerung ist heute deutlich weniger gesundheitsschädigenden Luftschadstoffen ausgesetzt als früher. Die Verbesserungen sind auf mehrere Ursachen zurückzuführen. Die technologischen Entwicklungen von schadstoffarmen industriellen Prozessen, Feuerungen und Motoren schreiten voran. Diese Fortschritte werden als konkrete Vorschriften in der Luftreinhalte-Verordnung (LRV) auf Bundesebene oder in den Kantonen festgelegt. Schliesslich ist es notwendig, diese Vorschriften mit einem konsequenten Vollzug durch die zuständige Fachstelle umzusetzen. ​​​​​​Am angestrebten Ziel, einer sauberen und gesunden Luft, sind wir allerdings noch nicht angekommen.

Insbesondere der Ausstoss von krebserregenden Feinstaub- bzw. Russpartikeln aus der Verbrennung von Treib- und Brennstoffen muss weiter vermindert werden. Dasselbe gilt für den Ausstoss von stickstoffhaltigen Luftschadstoffen wie Stickoxiden und Ammoniak. Deshalb sind bei den Verursachern die neusten technologischen Errungenschaften einzufordern und konsequent umzusetzen.

Die Umsetzung neuer Vorschriften führen bei Holzfeuerungen zu weniger Russ, Feinstaub und teerartigen Holzgasen. Angesetzt wird bei der Technik, dem Betrieb und der Dimensionierung der Heizungen, denn häufig sind diese nicht optimal auf den Wärmebedarf ausgerichtet. Veraltete oder unsachgemäss betriebene Holzfeuerungen sollten mittels Kontrolle erfasst werden, sodass die Emissionen individuell und zielgerichtet verringert werden können. Seit 2018 gilt auch für Holzheizkessel < 70 kW mit Wasserkreislauf eine periodische Messpflicht. Der emissionsarme Betrieb von Holzfeuerungen gemäss FairFeuern, die Ausrüstung von grossen Holzfeuerungen mit Elektrofiltern und der Verzicht auf das Verbrennen von Grüngut im Freien sind weitere wirkungsvolle Massnahmen zur Verringerung der Russbelastung.

Hochwirksame Partikelfilter auf dieselbetriebenen Maschinen und Fahrzeugen haben die Russbelastung gesenkt. Zukünftig sind sie auch bei modernen direkt einspritzenden Benzinmotoren notwendig, die besonders viele ultrafeine Partikel ausstossen. Zur Verminderung der Stickoxid (NOₓ) -Emissionen führt die EU, in der Folge des Dieselskandals, schrittweise Verbesserungen bei den Prüfverfahren zur Typengenehmigung von neuen Fahrzeugen ein, die auch für die Zulassung in der Schweiz gelten. Im Herbst 2017 wurde der veraltete Fahrzyklus im Prüfverfahren durch einen neuen ersetzt, der das moderne, reale Fahrverhalten auf dem Prüfstand besser abbildet. In den kommenden Jahren folgt eine zusätzliche Prüfmessung im realen Strassenverkehr mit einem Real-Drive-Emissions-Test (ab Abgasnorm Euro 6d-TEMP). Seit 2021 soll der gültige NOₓ-Grenzwert aus der Prüfstandsmessung im realen Strassenverkehr noch um den Faktor 1.5 überschritten werden dürfen. Aktuelle Abgasmessungen des Kantons Zürich beim fahrenden Verkehr zeigen, dass sich die NOₓ-Emissionen bei den neusten Personen- und Lieferwagen mit EURO 6d-Norm im realen Fahrbetrieb im Bereich des vorgegebenen Grenzwertes bewegen. Somit stossen neue Diesel-Personen- und Lieferwagen auch im realen Fahrbetrieb nicht mehr NOₓ aus als gesetzlich vorgeschrieben.

Da rund zwei Drittel des Stickstoffeintrags aus der Luft in empfindliche Ökosysteme aus der landwirtschaftlichen Tierhaltung stammen, sind für die Verminderung von Ammoniakemissionen Massnahmen in allen Bereichen der Tierhaltung notwendig, so bei der Fütterung, im Stall und bei der Lagerung und Ausbringung von Hofdünger.

Mit einer finanziellen Förderung werden verschiedene Massnahmen zur Reduktion der Ammoniakemissionen bei der Nutztierhaltung gezielt unterstützt. Dazu zählen:

• die Unterstützung der optimierten Fütterung von Schweinen,
• die Unterstützung von emissionsarmen Stalleinrichtungen, wie Harnsammelrinne und erhöhter Fressplätze, sind wichtige Massnahmen zur Reduktion der Ammoniakemissionen.
• die Abdeckung offener Güllelager

Die Pflicht zum Einsatz von emissionsmindernden Ausbringtechniken beim Gülleausbringen wie Schleppschlauch- und Schleppschuhverteiler oder Gülledrill auf Flächen mit weniger als 18 % Hangneigung tritt gemäss Luftreinhalte-Verordnung auf 2024 in Kraft.

Diese Massnahmen sind aber bei weitem nicht ausreichend, um die hohe Ammoniakbelastung genügend zu mindern. Alle bekannten emissionsmindernden Massnahmen und Prinzipien sollten in der Tierhaltung umgesetzt werden. So könnte die Ammoniak (NH₃) Belastung messbar gesenkt werden, und die Landwirtschaft könnte dem Umweltziel des Bundesrates im Bereich der Stickstoff-Deposition (siehe Statusbericht 2016 Seite 55) näher kommen.

Jede Person kann dazu beitragen, dass die Luft gesünder wird. Die folgenden Empfehlungen helfen dabei:

Haushalt und Freizeit

• Kaufen Sie regionale und saisongerechte Produkte aus umweltschonendem Anbau und mit kurzen Transportwegen.
  Werkzeugkasten «Meine Wahl für die Umwelt» – Die Ökobilanz auf meinem Teller
• Seien Sie sparsam im Umgang mit fossilen Brennstoffen. Beschränken Sie die Raumtemperatur Ihrer Wohnung auf das nötige Mass. Im Schlafzimmer genügen 18 Grad.

• Betreiben Sie Ihre Holzheizung fachgerecht. Achten Sie insbesondere auf schadstoffarmes Anfeuern.
  FairFeuern – Feuer ist nicht gleich Feuer

  Informationsbroschüre «Feuer, Holz und Luft - Sauberer feuern mit Holz»
• Sanieren oder ersetzen Sie ältere Heizungen und orientieren Sie sich über umweltfreundliche Wärme.
• Verwenden Sie nur lösungsmittelfreie oder -arme Produkte wie wasserbasierende Farben, Lasuren, Reinigungsmittel, Kleber, Spraydosen und Holzschutzmittel.
  umweltfarben.ch
• Benützen Sie für Gartenarbeiten elektrisch betriebene Geräte; falls dies nicht möglich ist, verwenden Sie spezielles Gerätebenzin.
• Verbrennen Sie keinen Abfall, keine Gartenabfälle und kein behandeltes Holz.
  Holzenergie Schweiz – Keine Abfälle in den Ofen
• Verzichten Sie auf das Verbrennen von Gartenabraum und Waldabfällen.
  waldwissen.net – Feinstaub beim Verbrennen von Schlagabraum

Mobilität

• Gehen Sie so oft wie möglich zu Fuss oder fahren Sie mit dem Velo.
• Nutzen Sie wenn möglich öffentliche Verkehrsmittel und vermeiden Sie dadurch unnötige Autofahrten.
• Kaufen oder Nutzen Sie Autos, die mit erneuerbarem Strom oder mit Biogas betrieben werden. Wenn dies nicht möglich ist, wählen Sie ein Fahrzeug das die neusten Abgasnorm Euro 6d erfüllt.
• Nutzen Sie Sharingangebote, am besten mit Autos mit alternativem Antrieb.
• Fahren Sie möglichst ruhig, vermeiden Sie häufige Tempowechsel und stellen Sie im Stand den Motor ab. Optimieren Sie Ihren Autofahrstil mit Eco Drive.
• Lasten Sie Ihr Fahrzeug aus, bilden Sie Fahrgemeinschaften.
• Reduzieren Sie Ihre Flugreisen auf ein Minimum.

Tipps zur Reduktion der persönlichen Belastung

Folgende Verhaltensempfehlungen können dazu beitragen, das persönliche Risiko für gesundheitliche Schäden durch Luftverschmutzung zu reduzieren:

• Informieren Sie sich über die aktuellen Luftschadstoffwerte auf OSTLUFT-Webseite oder mittels der Smartphone App airCHeck und planen Sie Ihre Aktivitäten entsprechend.
• Vermeiden Sie sportliche Aktivitäten im Freien während Smogepisoden.
• Während Hitzeperioden mit hohen Ozonkonzentrationen empfiehlt es sich, sportliche Aktivitäten auf die frühen Morgenstunden zu verlegen.
• Suchen Sie beim Auftreten von einschränkenden Beschwerden eine Ärztin oder einen Arzt auf.

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.

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.

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.

^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.

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)

Die Ostschweizer Kantone und das Fürstentum Liechtenstein überwachen die Luftqualität unter dem Namen OSTLUFT seit 2001 gemeinsam, werten die Daten aus und veröffentlichen die Erkenntnisse. Zu OSTLUFT gehören die Kantone Appenzell Ausserrhoden, Appenzell Innerrhoden, Glarus, Schaffhausen, St. Gallen, Thurgau und Zürich, das Fürstentum Liechtenstein sowie – in Teilbereichen – der Kanton Graubünden.

Die Hauptaufgaben von OSTLUFT

• Überwachung der Luftqualität gemäss Luftreinhalte-Verordnung mittels Messungen
• Untersuchung der zeitlichen Entwicklung und der räumlichen Differenzierung aufgrund der Messungen und mithilfe von Modellen
• Information der Öffentlichkeit
• Messdaten der Öffentlichkeit und allen Interessierten zur Verfügung stellen
• Zuordnung der Belastungssituation zu den Emissionsquellen als Grundlage für Massnahmen der Kantone
• Grundlagen zur Erfolgskontrolle für getroffene Massnahmen

Die vielfältigen Dienstleistungen von OSTLUFT sind zugänglich unter www.ostluft.ch.

Messkonzept und Angebote

OSTLUFT setzt für die Messung der Leitschadstoffe Stickstoffdioxid (NO₂), Feinstaub PM10 und PM2.5 sowie Ozon (O₃) an erster Stelle automatische Messstationen ein. Sie liefern Daten in hoher zeitlicher Auflösung, welche in Modellrechnungen eingehen und somit Informationen zur Schadstoffbelastung im gesamten OSTLUFT-Gebiet liefern. Die aktuelle Belastung wird umgehend auf der Website veröffentlicht. Zusätzlich dient der Einsatz von günstigen NO₂_‑Passivsammlern zur räumlichen Differenzierung der lokalen Stickstoffdioxid-Belastung und zur Verbesserung der flächendeckenden Modellierung für NO₂-Karten.

An mehreren OSTLUFT-Stationen mit Feinstaub-Messungen wird auch die Russkonzentration bestimmt.

Seit längerem werden Ammoniak‑Passivsammler eingesetzt, um die Belastungssituation durch landwirtschaftliche Quellen aufzuzeigen. Aufgrund der bisherigen Erkenntnisse, dass viele Naturschutzgebiete und empfindliche Ökosysteme durch Ammoniak und Stickstoffeinträge übermässig belastet werden, baut OSTLUFT sein Ammoniakmessnetz 2021 deutlich aus. Zudem wird an sieben Naturschutzstandorten zusätzlich die Stickstoff-Deposition im Niederschlag gemessen. Damit soll die Entwicklung der Ammoniakbelastung und der Stickstoffeinträge in empfindliche Ökosysteme aufgezeigt werden.

Mittels flächendeckender Modellierung der Luftqualität kann jederzeit über die aktuelle Schadstoffbelastung im gesamten OSTLUFT-Gebiet informiert werden. Daraus ergibt sich ein zusätzlicher Nutzen für die ganze Bevölkerung.

Spezifische Fragen der Lufthygiene werden in OSTLUFT-Projekten untersucht. Dabei arbeitet OSTLUFT mit dem grenznahen Ausland, dem Bund, weiteren Kantonen sowie wissenschaftlichen Institutionen zusammen.

OSTLUFT wird von Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern der kantonalen und städtischen Luftreinhaltefachstellen getragen. Die Geschäftsleitung OSTLUFT wird von Dominik Noger (AFU SG) und seinem Stellvertreter Jörg Sintermann (AWEL ZH) wahrgenommen. Die strategische Leitung obliegt der Geschäftskommission, die von Martin Zeltner (AFU TG) präsidiert wird. Das Sekretariat OSTLUFT ist beim AFU St. Gallen angesiedelt.

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