Überschreitung der Belastungsgrenzen für Eutrophierung Nährstoffeinträge (vor allem Stickstoff) aus der Luft belasten Land-Ökosysteme und gefährden die biologische Vielfalt. Zur Bewertung dieser Belastung stellt man ökosystemspezifische Belastungsgrenzen (Critical Loads) den aktuellen Stoffeinträgen aus der Luft gegenüber. Trotz rückläufiger Stickstoffbelastungen in Deutschland besteht weiterhin Handlungsbedarf – vor allem bei den Ammoniak-Emissionen. Situation in Deutschland Im Jahr 2019 (letzte verfügbare Daten) wurden die ökologischen Belastungsgrenzen für Eutrophierung durch Stickstoff in Deutschland auf 69 % der Flächen empfindlicher Ökosysteme überschritten (siehe Karte „Überschreitung des Critical Load für Eutrophierung durch die Stickstoffeinträge im Jahr 2019“). Die zur Flächenstatistik dieser Überschreitung herangezogenen Ökosystemtypen stammen aus dem CORINE-Landbedeckungsdatensatz von 2012 und bilden vor allem Waldökosysteme ab (ca. 96 %). Besonders drastisch sind die Überschreitungen in Teilen Nordwestdeutschlands. Aufgrund der dort ansässigen Landwirtschaft und intensiv betriebenen Tierhaltung ist der Stickstoffeintrag dort besonders hoch. So sind etwa zwei Drittel der Stickstoffeinträge auf Ammoniakemissionen zurückzuführen. Im Rahmen eines UBA -Vorhabens zur Modellierung der Stickstoffdeposition (PINETI-4, Abschlussbericht in prep.) konnte die Entwicklung der Belastung methodisch konsistent für eine lange Zeitreihe (2000 bis 2019) rückgerechnet werden. Die nationalen Zeitreihendaten zeigen, dass der Anteil der Flächen in Deutschland, auf denen die ökologischen Belastungsgrenzen überschritten wurden, von 84 % im Jahr 2000 auf 69 % im Jahr 2019 zurückging (siehe Abb. „Anteil der Fläche empfindlicher Land-Ökosysteme mit Überschreitung der Belastungsgrenzen für Eutrophierung“). Die Abnahme der Belastungen spiegelt größtenteils den Rückgang der Emissionen durch Luftreinhaltemaßnahmen wider. Karte: Überschreitung des Critical Load für Eutrophierung durch Stickstoffeinträge im Jahr 2019 Quelle: Kranenburg et al. (2024) Flächenanteil empfindlicher Land-Ökosysteme mit Überschreitung der Belastungsgrenzen Eutrophierung Quelle: Kranenburg et al. (2024) Diagramm als PDF Diagramm als Excel mit Daten Handlungsbedarf trotz sinkender Stickstoffeinträge Auch in den nächsten Jahren ist wegen der bisher nur unwesentlich abnehmenden Ammoniak-Emissionen – vornehmlich aus der Tierhaltung – mit einer weiträumigen Eutrophierung naturnaher Ökosysteme zu rechnen. Bei der Minderung von diffusen Stickstoffemissionen in die Luft besteht daher erheblicher Handlungsbedarf. Was sind ökologische Belastungsgrenzen für Eutrophierung? Zur Bewertung der Stoffeinträge werden ökologische Belastungsgrenzen ( Critical Loads ) ermittelt. Nach heutigem Stand des Wissens ist bei deren Einhaltung nicht mit schädlichen Wirkungen auf Struktur und Funktion eines Ökosystems zu rechnen. Ökologische Belastungsgrenzen sind somit ein Maß für die Empfindlichkeit eines Ökosystems und erlauben eine räumlich differenzierte Gegenüberstellung der Belastbarkeit eines Ökosystems mit aktuellen atmosphärischen Stoffeinträgen. Das dadurch angezeigte Risiko bedeutet nicht, dass in dem betrachteten Jahr tatsächlich schädliche chemische Kennwerte erreicht oder biologische Wirkungen sichtbar sind. Es kann Jahrzehnte dauern, bis Ökosysteme auf Überschreitungen der ökologischen Belastungsgrenzen reagieren. Im Rückschluss ist auch die Erholung des Ökosystems auf vorindustrielles Niveau sehr langwierig, wenn nicht sogar eine irreversible Schädigung des Ökosystems vorliegt. Beide Prozesse sind abhängig von Stoffeintragsraten, meteorologischen und anderen Randbedingungen sowie von chemischen Ökosystemeigenschaften. Daher sind absolute Schadprognosen mittels der Überschreitungen der ökologischen Belastungsgrenzen prinzipiell nicht möglich. Stickstoffdepositionen – ein Treiber des Biodiversitätsverlusts Ein übermäßiger atmosphärischer Eintrag ( Deposition ) von Nährstoffen (vor allem Stickstoff) und deren Anreicherung in Land-Ökosystemen kann auf lange Sicht Ökosysteme stark beeinträchtigen. So kann es zu chronischen Schäden der Ökosystemfunktionen (wie der Primärproduktivität und des Stickstoffkreislaufs) kommen. Auch Veränderungen des Pflanzenwachstums und der Artenzusammensetzung zugunsten stickstoffliebender Arten ( Eutrophierung ) können hervorrufen werden. Außerdem wird die Anfälligkeit vieler Pflanzen gegenüber Frost, Dürre und Schädlingsbefall erhöht. Atmosphärische Einträge führen zu einer weiträumigen Angleichung der Stickstoffkonzentrationen im Boden auf einem nährstoffreichen Niveau. Die derzeit hohen Stickstoffeinträge in natürliche und naturnahe Land-Ökosysteme sind eine Folge menschlicher Aktivitäten, wie Landwirtschaft oder Verbrennungsprozesse. Diese sind mit hohen Emissionen von chemisch und biologisch wirksamen (reaktiven) Stickstoffverbindungen in die Luft verbunden. Aus der Atmosphäre werden diese Stickstoffverbindungen über Regen, Schnee, Nebel, Raureif, Gase und trockene Partikel wieder in Land-Ökosysteme eingetragen. Die resultierende Überdüngung ist eine der Hauptursachen für den Rückgang der Biodiversität . Fast die Hälfte der in der Roten Liste für Deutschland aufgeführten Farn- und Blütenpflanzen sind durch Stickstoffeinträge gefährdet. Ziele und Maßnahmen zur Verringerung der Stickstoffeinträge Ein langfristiges Ziel der Europäischen Union (EU) und der Genfer Luftreinhaltekonvention ( UNECE Convention on Long-Range Transboundary Air Pollution, CLRTAP) ist die dauerhafte und vollständige Unterschreitung der ökologischen Belastungsgrenzen für Eutrophierung . International wurden deshalb in der sog. neuen NEC-Richtlinie ( Richtlinie (EU) 2016/2284 vom 14.12.2016) für alle Mitgliedstaaten weitere Minderungen der Emission von reaktiven Stickstoffverbindungen (NH x , Stickstoffoxide (NO x )) vereinbart, die bis 2030 erreicht werden müssen. Für Deutschland ergeben sich folgende nationale Emissionsminderungsverpflichtungen für Stickstoff für das Jahr 2030 und darüber hinaus im Vergleich zum Basisjahr 2005: Ammoniak (NH 3 ): minus 29 % Stickstoffoxide (NO x ): minus 65 % (siehe auch „Emissionen von Luftschadstoffen“ ). Konkrete nationale Maßnahmen, die zum Erreichen der oben genannten Minderungsverpflichtungen geeignet sind, werden derzeit in einem Nationalen Luftreinhalteprogramm zusammengestellt. Maßnahmen zur Begrenzung der negativen Auswirkungen des reaktiven Stickstoffs, zu denen auch die Eutrophierung von Ökosystemen zählt, sind in der Veröffentlichung des Umweltbundesamtes "Reaktiver Stickstoff in Deutschland" enthalten. Auch das Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit ( BMU ) verfolgt den Ansatz einer nationalen Stickstoffminderungsstrategie . Weitere Informationen bietet auch das Sondergutachten des SRU „Stickstoff: Lösungen für ein drängendes Umweltproblem“ . Hintergrundwissen zur Modellierung von atmosphärischen Stoffeinträgen bietet der Bericht zum Forschungsvorhaben „PINETI-4: Modelling and assessment of acidifying and eutrophying atmospheric deposition to terrestrial ecosystems“.
Im Rahmen des internationalen Moosmonitorings 2020/2021 (ICP Vegetation, Genfer Luftreinhaltekonvention) wurden an 25 Standorten in Deutschland Moosproben genommen und im Labor analysiert. Erstmals wurde neben langlebigen organischen Schadstoffen (POPs), Schwermetallen und reaktiven Stickstoffverbindungen auch Mikroplastik in den Proben untersucht. Die Ergebnisse werden genutzt, um die räumliche Verteilung der atmosphärischen Belastung und zeitliche Entwicklungen im Eintrag von Luftschadstoffen in Ökosysteme zu beobachten und zu bewerten. Veröffentlicht in Texte | 02/2025.
Data compiled are annual national total and sectoral emissions of air pollutants and associated activity data reported by EEA member and cooperating countries. Data are available for download in the UNECE/EMEP Nomenclature for Reporting (NFR14) format used by countries. A consolidated dataset for all countries in the NFR14 format and consistent with the European Union's air pollutant emission inventory submission to the LRTAP Convention is also provided.
Im Rahmen des internationalen Moosmonitorings 2020/2021 (ICP Vegetation, Genfer Luftreinhaltekonvention) wurden an 25 Standorten in Deutschland Moosproben genommen und im Labor analysiert. Erstmals wurde neben langlebigen organischen Schadstoffen (POPs), Schwermetallen und reaktiven Stickstoffverbindungen auch Mikroplastik in den Proben untersucht. Die Ergebnisse werden genutzt, um die räumliche Verteilung der atmosphärischen Belastung und zeitliche Entwicklungen im Eintrag von Luftschadstoffen in Ökosysteme zu beobachten und zu bewerten.
Im Rahmen des Genfer Luftreinhalteabkommens unterhält das Umweltbundesamt sieben eigene Messstationen, die Informationen zu weiträumig über die Luft transportierten Schadstoffen sammeln. Die Daten dienen der Überwachung der Luftqualität in Deutschland, fließen in internationalen Datenzentren zusammen und werden als Grundlage für Computermodelle genutzt.
This report is an important collection of tools used in the framework of the Geneva Convention on Long-Range Transboundary Air Pollution (CLRTAP). Thus, it provides for example a scientific basis on the application of critical levels and loads, their interrelationships, and the consequences for abatement. After the transfer of the Coordination Center for Effects from the Netherlands to Germany this edition is published by the German Environment Agency ( UBA ). With this edition recent technical updates where transferred in the document. The changes of chapter 3 from the Ammonia-workshop decided 2023 have been incorperated.The information on backgrounddatabase (BGDB) (5.2) and the new receptor map were implemented in chapter 5.6. Veröffentlicht in Texte | 123/2024.
Stoffeinträge aus der Atmosphäre in die Ostsee Die Ostsee wurde im Jahr 2020 deutlich weniger aus der Atmosphäre mit Cadmium, Benzo[a]pyren und Stickstoffverbindungen belastet als im Jahr 1990. Messungen an der UBA-Luftmessstelle Zingst Messungen an der UBA -Luftmessstelle Zingst an der Ostseeküste zeigen einen Rückgang der nassen Depositionen der Schwermetalle Blei, Cadmium, Quecksilber seit Ende der 1990er Jahren (siehe Abb. „Nasse Depositionen von Quecksilber (Hg), Kobalt (Co), Cadmium (Cd), Arsen (As) und Chrom (Cr) an der UBA-Luftmessstelle Zingst“ und Abb. „Nasse Depositionen von Vanadium (V), Nickel (Ni), Blei (Pb) und Mangan (Mn) an der UBA-Luftmessstelle Zingst“). Als nasse Deposition werden die Stoffeinträge mit nassen Niederschlägen wie Regen und Schnee bezeichnet. Die Messungen an der UBA-Luftmessstelle Zingst zeigen auch einen Rückgang der nassen Depositionen der Organochlorpestizide g-Hexachlorcyclohexan und a-Hexachlorcyclohexan. Dort sank die nasse Deposition des Insektizids Lindan (g-Hexachlorcyclohexan) von 2000 bis 2020 um über 90 % (siehe Abb. „Nasse Depositionen ausgewählter POPs für die UBA-Luftmessstelle Zingst“), während bei den Depositionen der polyzyklischen Aromaten ( PAK ) Benzo[a]anthracen, Benzo[a]pyren, Dibenz[ah]anthracen und Indeno[1,2,3-cd]pyren eine Zunahme bzw. ein seitwärts Trend erkennbar ist. Dies ist im Einklang mit leicht ansteigenden PAK -Emissionen in Deutschland im gleichen Zeitraum. Nasse Depositionen von Quecksilber, Kobalt, Cadmium, Arsen und Chrom an der Luftmessstelle Zingst Quelle: Luftmessnetz des Umweltbundesamtes Diagramm als PDF Nasse Depositionen von Vanadium, Nickel, Blei und Mangan an der Luftmessstelle Zingst Quelle: Luftmessnetz des Umweltbundesamtes Diagramm als PDF Nasse Depositionen ausgewählter POPs für die UBA-Luftmessstelle Zingst Quelle: Luftmessnetz des Umweltbundesamtes Diagramm als PDF Weniger Schadstoffe aus der Luft Modellrechnungen zur Abschätzung der Stoffeinträge aus der Atmosphäre in die Ostsee wurden im Rahmen von EMEP , dem Europäischen Beobachtungs- und Auswerteprogramm der Genfer Luftreinhaltekonvention der UN /ECE, exemplarisch in 2022 für ausgewählte Stoffe durchgeführt. Die modellierten Depositionen für das Schwermetall Cadmium, für den polyzyklischen aromatischen Kohlenwasserstoff Benzo[a]pyren sowie für Stickstoff werden hier vorgestellt. Die Modellierung ergab, dass zwischen den Jahren 1990 und 2020 die Ablagerungen der untersuchten Schadstoffe aus der Luft besonders deutlich zurückgingen: Die jährliche Deposition von Benzo[a]pyren verringerte auf etwa 66 % der Deposition von 1990 (siehe Abb. „Entwicklung der Gesamtdepositionen von Benzo[a]pyren in die Ostsee“). Bei den Schwermetallen nahm die Deposition von Cadmium im Zeitraum 1990 – 2020 um etwa 79 % ab (siehe Abb. „Entwicklung der Gesamtdepositionen von Cadmium in die Ostsee“). Die Stickstoffeinträge aus der Atmosphäre in die Ostsee werden auch im Rahmen von HELCOM (Baltic Marine Environment Protection Commission), einer zwischenstaatlichen Kommission zum Schutz der Meeresumwelt im Ostseeraum untersucht und in regelmäßig erscheinenden Berichten veröffentlicht. Dabei zeigte sich eine Verringerung im Zeitraum 1990 bis 2021 um etwa 50 %. Dies war auf den Rückgang des Eintrags von Stickstoffverbindungen, die hauptsächlich durch Verbrennungsprozesse (z. B. Verkehr, Kraftwerke) in die Atmosphäre gelangten (oxidierter Stickstoff, N ox ) zurückzuführen (Rückgang von N ox um 56 %), während der Eintrag von Stickstoffverbindungen, die hauptsächlich aus der Landwirtschaft stammten (reduzierter Stickstoff, N red ) eine geringere Abnahme zeigte (siehe Abb. „Entwicklung der Gesamtdepositionen von Stickstoff in die Ostsee“). Entwicklung der Gesamtdepositionen von Benzo[a]pyren ... in die Ostsee Quelle: EMEP Diagramm als PDF Entwicklung der Gesamtdepositionen von Cadmium in die Ostsee Quelle: EMEP Diagramm als PDF Entwicklung der Gesamtdepositionen von Stickstoff in die Ostsee Quelle: EMEP Diagramm als PDF Messen und Modellieren zur Abschätzung der Stoffeinträge Abschätzungen der Stoffeinträge aus der Atmosphäre in die Ostsee stützen sich auf Messungen der Deposition ausgewählter Substanzen an Küstenstationen sowie auf Berechnungen mit speziellen atmosphärischen Chemie-Transportmodellen. Solche Modellierungen werden zum Beispiel im Rahmen von EMEP , also dem Europäischen Beobachtungs- und Auswerteprogramm der Genfer Luftreinhaltekonvention der UN /ECE, durchgeführt. Für diesen Artikel wurden die Ergebnisse der EMEP-Modellrechnungen für den Zeitraum von 1990 bis 2020 bzw. 2021 verwendet. Datenquellen: UN/ECE EMEP, Ergebnisse der Modellierung ( https://www.emep.int/ ). Die Berechnungen wurden von den EMEP-Datenzentren MSC -E und MSC-W mit Unterstützung der Meeresschutzkommission HELCOM ( https://helcom.fi/ ) durchgeführt. Cadmium EMEP MSC-E ( http://www.msc-east.org/ ), Stand: 07.11.2024; HELCOM ( https://emep.int/publ/helcom/2022/ ), Stand: 07.11.2024 BaP EMEP MSC-E ( http://www.msc-east.org/ ), Stand: 07.11.2024; HELCOM ( https://emep.int/publ/helcom/2022/ ), Stand: 07.11.2024 Stickstoff EMEP MSC-E ( http://www.msc-east.org/ ), Stand: 07.11.2024; HELCOM ( https://emep.int/publ/helcom/2023/ ), Stand: 07.11.2024
Stoffeinträge aus der Atmosphäre in die Nordsee Die Stoffeinträge aus der Atmosphäre in die Nordsee von Blei, Cadmium, Quecksilber und weiteren Schwermetallen sind seit den 1990ern rückläufig; ebenso wie Einträge von Stickstoffverbindungen und organischen Schadstoffen. Depositionsmessungen der UBA Messstelle Westerland tragen im Rahmen von EMEP dazu bei Stoffeinträge unterschiedlicher Schadstoffe im gesamten Bereich der Nordsee zu modellieren. Messungen an der UBA-Luftmessstelle Westerland Messungen an der UBA -Luftmessstelle Westerland an der Nordseeküste zeigen einen Rückgang der nassen Depositionen der Schwermetalle Blei, Cadmium, Quecksilber (siehe Abb. „ Nasse Depositionen von Quecksilber (Hg), Kobalt (Co), Cadmium (Cd), Arsen (As) und Chrom (Cr) an der UBA-Luftmessstelle Westerland“ und Abb. „Nasse Depositionen von Vanadium (V), Nickel (Ni), Blei (Pb) und Mangan (Mn) an der UBA-Luftmessstelle Westerland“). Als nasse Deposition werden die Stoffeinträge mit nassen Niederschlägen wie Regen und Schnee bezeichnet. Die Messungen an der UBA-Luftmessstelle Westerland zeigen auch einen Rückgang der nassen Depositionen der Organochlorpestizide g-Hexachlorcyclohexan und a-Hexachlorcyclohexan. Dort sank die nasse Deposition des Insektizids Lindan (g-Hexachlorcyclohexan) von 2000 bis 2023 um mehr als 90% (siehe Abb. „Nasse Depositionen ausgewählter POPs für die UBA-Luftmessstelle Westerland“), während bei den Depositionen der polyzyklischen Aromaten ( PAK ) Benzo[a]anthracen, Benzo[a]pyren, Dibenz[ah]anthracen und Indeno[1,2,3-cd]pyren im gleichen Zeitraum teilweise schwankende Depositionen erkennbar sind. Nasse Depositionen von Quecksilber, Kobalt, Cadmium, Arsen und Chrom ... Luftmessstelle Westerland Quelle: Luftmessnetz des Umweltbundesamtes Diagramm als PDF Nasse Depositionen von Vanadium, Nickel, Blei und Mangan an der Luftmessstelle Westerland Quelle: Luftmessnetz des Umweltbundesamtes Diagramm als PDF Nasse Depositionen ausgewählter POPs für die UBA-Luftmessstelle Westerland Quelle: Luftmessnetz des Umweltbundesamtes Diagramm als PDF Weniger Schadstoffe aus der Luft Modellrechnungen zur Abschätzung der Stoffeinträge aus der Atmosphäre in die Nordsee wurden im Rahmen von EMEP , dem Europäischen Beobachtungs- und Auswerteprogramm der Genfer Luftreinhaltekonvention der UN /ECE, exemplarisch für ausgewählte Stoffe durchgeführt. Diese Modellrechnungen wurden für den Quality Status Report der OSPAR Commission aufbereitet. Die modellierten Depositionen für drei Schwermetalle sowie für Stickstoff werden hier vorgestellt. Bei den Schwermetallen nahm die Deposition von Cadmium im Zeitraum 1990 – 2019 mit 83 % am stärksten ab. Auch die Einträge der Schwermetalle Quecksilber und Blei aus der Luft gingen zurück: die von Quecksilber um 44 % sowie die von Cadmium um 73 % (siehe Abb. „Entwicklung der Gesamtdepositionen von Blei, Cadmium und Quecksilber in die Nordsee“). Die Stickstoffeinträge aus der Atmosphäre verringerten sich im Zeitraum 1995 bis 2019 um etwa 39 %. Dies war auf den Rückgang des Eintrags von Stickstoffverbindungen, die hauptsächlich durch Verbrennungsprozesse (z. B. Verkehr, Kraftwerke) in die Atmosphäre gelangten (oxidierter Stickstoff, N ox ) zurückzuführen (Rückgang von N ox um ca. 49 %), während der Eintrag von Stickstoffverbindungen, die hauptsächlich aus der Landwirtschaft stammten (reduzierter Stickstoff, N red ) eine geringere Abnahme zeigte (siehe Abb. „Entwicklung der Gesamtdeposition von Stickstoff in die Nordsee“). Entwicklung der Gesamtdepositionen von Blei, Cadmium und Quecksilber in die Nordsee Quelle: EMEP Diagramm als PDF Entwicklung der Gesamtdepositionen von Stickstoff in die Nordsee Quelle: EMEP 6_abb_gesamtdepositionen-ns_2024-11-12.pdf Messen und Modellieren zur Abschätzung der Stoffeinträge Abschätzungen der Stoffeinträge aus der Atmosphäre in die Nordsee stützen sich auf Messungen der Deposition ausgewählter Substanzen an Küstenstationen sowie auf Berechnungen mit speziellen atmosphärischen Chemie-Transportmodellen. Solche Modellierungen werden zum Beispiel im Rahmen von EMEP , also dem Europäischen Beobachtungs- und Auswerteprogramm der Genfer Luftreinhaltekonvention der UN /ECE, durchgeführt. Für diesen Artikel wurden die Ergebnisse der EMEP-Modellrechnungen für den Zeitraum 1990 bzw. 1995 bis 2019 verwendet. Datenquellen: UN/ECE EMEP, Ergebnisse der Modellierung ( https://www.emep.int /) OSPAR Quality Status Report 2023 ( https://www.ospar.org/work-areas/cross-cutting-issues/qsr2023 ) Schwermetalle EMEP, Ergebnisse der Modellierung ( http://www.emep.int/ ), EMEP MSC -w ( https://www.emep.int/mscw/index.html# ), Stand: 21.03.2023; OSPAR, Inputs of Mercury, Cadmium and Lead via Water and Air to the OSPAR Maritime Area ( https://oap.ospar.org/en/ospar-assessments/quality-status-reports/qsr-2023/indicator-assessments/inputs-heavy-metals/ ), Stand: 21.03.2023 EMEP, Ergebnisse der Modellierung ( http://www.emep.int/ ), EMEP MSC -w ( https://www.emep.int/mscw/index.html# ), Stand: 21.03.2023; OSPAR, Inputs of Mercury, Cadmium and Lead via Water and Air to the OSPAR Maritime Area ( https://oap.ospar.org/en/ospar-assessments/quality-status-reports/qsr-2023/indicator-assessments/inputs-heavy-metals/ ), Stand: 21.03.2023 Stickstoff EMEP, Ergebnisse der Modellierung ( http://www.emep.int/ ), EMEP MSC-w ( https://www.emep.int/mscw/index.html# ), Stand: 21.03.2023; EMEP MSC-W Report for OSPAR ( https://oap-cloudfront.ospar.org/media/filer_public/3f/f6/3ff69c1a-dde0-4898-b44e-165a8174c3c7/p00896_emep_w_qsr2023.pdf ), Stand: 21.03.2023.
Ozon - Einhaltung von Zielwerten zum Schutz der Pflanzen Bodennahes Ozon kann Pflanzen schädigen. Wirkungsschwellenwerte (Critical Levels) markieren, welche Ozonbelastung nicht überschritten werden darf, um Schäden an Kultur- und Wildpflanzen zu vermeiden. Die Zielwerte zum Schutz der Vegetation nach EU-Richtlinie 2008/50/EG werden in Deutschland vielerorts überschritten. Neue Bewertungsmethoden führen zu einer noch präziseren Risikobewertung. Wirkungen von bodennahem Ozon auf Pflanzen Pflanzen, die zu viel Ozon durch ihre Spaltöffnungen aufnehmen, tragen oft Schäden davon. Als sichtbare Anzeichen treten Verfärbungen und abgestorbene Blattteile auf (siehe Foto „Sichtbare Blattschäden bei Kartoffelpflanzen“). Diese und andere nicht sichtbare Stoffwechselveränderungen in den Pflanzen führen bei Kulturpflanzen zu Ertrags- und Qualitätsverlusten. Bäume werden ebenfalls geschwächt. Experimente belegen langfristig verminderte Zuwachsraten und eine erhöhte Empfindlichkeit gegenüber anderen Stressfaktoren (siehe Foto „Zuwachsminderung bei jungen Eichen durch die Einwirkung von Ozon“). Es gibt auch deutliche Hinweise darauf, dass sich bodennahes Ozon auf die biologische Vielfalt und die Ökosystemfunktionen auswirken kann ( Bergmann 2015) . Wie bodennahes Ozon entsteht, erfahren Sie hier . Sichtbare Blattschäden bei Kartoffelpflanzen Quelle: Johann Heinrich / Thünen-Institut Braunschweig Zuwachsminderung bei jungen Eichen durch die Einwirkung von Ozon Quelle: Felicity Hayes Critical Levels für Ozon – Schutzwerte für Pflanzen „Critical Levels“ sind Wirkungsschwellenwerte zum Schutz der Vegetation, die im Internationalen Kooperativprogramm zur Bewertung von Luftverunreinigungen auf die Vegetation ( ICP Vegetation ) im Rahmen der Genfer Luftreinhaltekonvention definiert wurden. Wie hoch das Risiko durch bodennahes Ozon für Pflanzen ist, hängt neben den Ozonkonzentrationen auch vom Witterungsverlauf im entscheidenden Zeitabschnitt ab. Zwei unterschiedliche Herangehensweisen in der Risikobewertung sind zu unterscheiden: AOT40 : Die Abkürzung AOT kommt aus dem Englischen und bedeutet „Accumulation Over a Threshold“ . Bei dieser Methodik werden alle Überschreitungen eines Stundenmittels der Ozonkonzentration von 40 Teilen pro Milliarde (parts per billion, ppb ) − das entspricht 80 Mikrogramm pro Kubikmeter während der Tageslichtstunden − über die Zeitspannen mit intensivem Wachstum summiert (Critical Levels als AOT40: siehe Tab. „Konzentrationsbasierte Critical Levels für Ozon“). In dieser Zeit reagieren Pflanzen besonders empfindlich auf Ozon. Phytotoxische Ozondosis ( POD ): Eine weiterentwickelte Methodik, die das tatsächliche Risiko wesentlich präziser abbildet, bezieht sich auf den Ozonfluss aus der Atmosphäre über die Spaltöffnungen in die Pflanzen. Sie berücksichtigt, dass sich die Spaltöffnungen unter bestimmten Witterungsbedingungen schließen und dadurch der Ozonfluss unterbunden ist. Es ist zu erwarten, dass sich dieser Risikoindikator zum Schutz der Pflanzen sowohl international als auch in Deutschland durchsetzen wird (Critical Levels als POD-Werte: siehe Tab. „Critical Levels für Ozon bezogen auf kritische Ozonflüsse in die Pflanzen, standortbezogene Risikobewertung“). Einzelheiten zu diesen und weiteren Methoden der Critical Levels-Berechnung stehen im Kapitel 3 Methodenhandbuchs des International Cooperative Programme zur Modellierung und Kartierung von Critical Loads und Levels ( ICP Modelling and Mapping Manual ). Tab: Konzentrationsbasierte Critical Levels für Ozon (AOT40) Quelle: ICP Modelling and Mapping Tabelle als PDF Tabelle als Excel Tab: Critical Levels für Ozon bezogen auf kritische Ozonflüsse in die Pflanzen ... Quelle: ICP Modelling and Mapping Tabelle als PDF Tabelle als Excel Zielwerte der Europäischen Union zum Schutz der Vegetation Nach der Richtlinie 2008/50/EG des Europäischen Parlaments und des Rates vom 21. Mai 2008 über Luftqualität und saubere Luft für Europa (in deutsches Recht umgesetzt durch die 39. Verordnung zum Bundes-Immissionsschutzgesetz ) gilt als Zielwert für den Schutz der Vegetation nach wie vor der Expositionsindex AOT40 von 18.000 Mikrogramm pro Kubikmeter und Stunde (µg/m³*h), gemittelt über fünf Jahre. Dieser soll seit 2010 an jeder Station eingehalten werden (siehe Abb. „Ozon AOT40 – gleitende 5-Jahres-Mittelwerte, gemittelt über alle ländlichen Hintergrundstationen“). Langfristig soll flächendeckend ein niedrigerer Zielwert von 6.000 µg/m³*h zum Schutz der Vegetation eingehalten werden (siehe Abb. „Ozon AOT40-Mittelwerte (Schutz der Vegetation) für Einzeljahre, gemittelt über alle ländlichen Hintergrundstationen“). Dieser langfristige Zielwert entspricht dem Critical Level für Ozon als AOT40 für landwirtschaftliche Nutzpflanzen (Weizen) (siehe Tab. „Konzentrationsbasierte Critical Levels für Ozon“). Die Richtlinie 2008/50/EG soll in den nächsten Jahren überarbeitet werden. Es ist anzunehmen, dass dabei auch die Zielwerte und die langfristigen Ziele zum Schutz der Vegetation an den neuesten Stand des Wissens angepasst werden. Die im Dezember 2016 überarbeitete Richtlinie (EU) 2016/2284 über die Reduktion der nationalen Emissionen bestimmter Luftschadstoffe, zur Änderung der Richtlinie 2003/35/EG und zur Aufhebung der Richtlinie 2001/81/EG empfiehlt bereits ozonflussbasierte Indikatoren und Critical Levels zur langfristigen Beobachtung und Bewertung der Wirkungen von bodennahem Ozon auf die Vegetation. Die konkreten Anforderungen für die Umsetzung dieses Wirkungsmonitorings werden in einer internationalen Expertengruppe abgestimmt. Ozon AOT40 – gleitende 5-Jahres-Mittelwerte, gemittelt über alle ländlichen Hintergrundstationen Quelle: Umweltbundesamt Diagramm als PDF Diagramm als Excel mit Daten Ozon AOT40-Mittelwerte (Schutz der Vegetation) für Einzeljahre, gemittelt über alle ländlichen ... Quelle: Umweltbundesamt Diagramm als PDF Diagramm als Excel mit Daten Tab: Konzentrationsbasierte Critical Levels für Ozon (AOT40) Quelle: ICP Modelling and Mapping Tabelle als PDF Tabelle als Excel Entwicklung und Ziele bei der Ozonbelastung Sowohl konzentrationsbasierte als auch flussbasierte Critical Levels für Ozon (ICP Vegetation) werden in Europa und auch in Deutschland großflächig überschritten (vgl. Bender et al. 2015 ). Einige der in diesem Forschungsbericht genannten flussbasierten Critical Levels, die für eine flächenhafte Modellierung und Bewertung herangezogen wurden, sind seither jedoch angepasst worden, sodass inzwischen eine Überprüfung der Aussagen des Berichts notwendig wäre, insbesondere für Grasland). Die Abbildung “Ozon AOT40 -5-Jahres-Mittelwerte, gemittelt über alle ländlichen Hintergrundstationen“ zeigt die über fünf Jahre gemittelten Werte für alle ländlichen Hintergrundstationen (je nach Jahr 44 bis 75). Die Mittelung über 5 Jahre dient dazu, witterungsbedingte Schwankungen auszugleichen. Die Situation kann an einzelnen Stationen deutlich besser oder schlechter sein als der Durchschnitt der Stationen, wie die Abbildung „Ozon AOT40 - Einhaltung des Zielwertes zum Schutz der Vegetation (nur ländlicher Hintergrund)“ zeigt. Ziel der Europäischen Union (EU) und Deutschlands ist es, den Zielwert für 2010 und zukünftig auch den langfristigen Zielwert (siehe Abb. „Ozon AOT40-Mittelwerte (Schutz der Vegetation) für Einzeljahre, gemittelt über alle ländlichen Hintergrundstationen“) immer an allen Stationen einzuhalten. Die scheinbar deutliche Senkung der 5-Jahres-Mittelwerte für den Zeitraum 2007 bis 2016 ist vor allem darauf zurückzuführen, dass das Jahr 2006, welches besonders hohe Ozonkonzentrationen aufwies (siehe Abb. „Ozon AOT40-Mittelwerte (Schutz der Vegetation) für Einzeljahre, gemittelt über alle ländlichen Hintergrundstationen“), aus dem Berechnungszeitraum herausfiel. 2018 war erneut ein Jahr mit sehr hoher Ozonbildung. Der erste 5-Jahres-Durchschnittswert, bei dem dieses Jahr einbezogen ist, liegt deshalb wieder deutlich höher, wenn auch unterhalb des Zielwertes. Im Gegensatz zum Zielwert ab 2010 gilt der langfristige Zielwert zum Schutz der Vegetation nach EU-Richtlinie 2008/50/EG für jedes einzelne Jahr. Die AOT40-Jahreswerte lagen von 1995 bis 2023 auch im Mittel der ländlichen Messstationen weit über dem langfristigen Zielwert und zeigten keinen eindeutigen Trend (siehe Abb. “Ozon AOT40 – Mittelwerte für Einzeljahre zum Schutz der Vegetation (nur ländlicher Hintergrund)“). Den starken Einfluss meteorologischer Verhältnisse auf die Ozonbelastung veranschaulichen vor allem die Werte der Jahre 1995, 2003, 2006 und 2018. In diesen Jahren traten während der Vegetationsperiode sehr hohe Temperaturen und Strahlungsintensitäten und somit für die Ozonbildung besonders günstige Bedingungen auf. Ozon AOT40 – gleitende 5-Jahres-Mittelwerte, gemittelt über alle ländlichen Hintergrundstationen Quelle: Umweltbundesamt Diagramm als PDF Diagramm als Excel mit Daten Ozon AOT40 – Einhaltung des Zielwertes zum Schutz der Vegetation (nur ländlicher Hintergrund) Quelle: Umweltbundesamt Diagramm als PDF Diagramm als Excel mit Daten Ozon AOT40-Mittelwerte (Schutz der Vegetation) für Einzeljahre, gemittelt über alle ländlichen ... Quelle: Umweltbundesamt Diagramm als PDF Diagramm als Excel mit Daten
Vascular plants, mosses and lichens react sensitively to the exposure to air pollutants and pollution from ammonia (NH 3 ). Critical concentration values for ammonia to protect vegetation (so-called critical levels) were defined for risk assessment in the Geneva Convention on Long-Range Transboundary Air Pollution (CLRTAP). The project was used to review the current scientific status of those impact thresholds. In addition, extensive experimental studies were carried out to test the sensitivity of numerous native vascular plant species to NH 3 . The focus here was on species protected under the Natura2000 legislation and common in habitats in Germany. Veröffentlicht in Texte | 64/2024.
| Origin | Count |
|---|---|
| Bund | 169 |
| Europa | 3 |
| Land | 2 |
| Type | Count |
|---|---|
| Ereignis | 1 |
| Förderprogramm | 88 |
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| unbekannt | 35 |
| License | Count |
|---|---|
| geschlossen | 76 |
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| unbekannt | 4 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 144 |
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| Resource type | Count |
|---|---|
| Archiv | 2 |
| Datei | 7 |
| Dokument | 35 |
| Keine | 88 |
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| Webseite | 59 |
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| Boden | 159 |
| Lebewesen & Lebensräume | 154 |
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| Weitere | 151 |
