<p>Die wichtigsten Fakten</p><p><ul><li>Die bevölkerungsgewichtete Feinstaubbelastung (<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/p?tag=PM25#alphabar">PM2,5</a>) in Deutschland war 2023 deutlich geringer als 2010.</li><li>2023 lag die bevölkerungsgewichtete Feinstaubbelastung bei 7,3 µg/m³ im Jahresdurchschnitt. Das ist eine ca. 54 % geringere Belastung als noch im Jahr 2010.</li><li>Der Rückgang der Belastung ist auf rückläufige Emissionen bei stationären Quellen (z.B. Kraftwerken, Abfallverbrennungsanlagen, beim Hausbrand und Industrieanlagen) sowie auf Maßnahmen im Verkehrsbereich zurückzuführen.</li></ul></p><p>Welche Bedeutung hat der Indikator?</p><p>Für die Bewertung von Gesundheitsrisiken durch Feinstaub ist es notwendig, die Belastung (<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/e?tag=Exposition#alphabar">Exposition</a>) der Bevölkerung mit Feinstaub in Deutschland zu erfassen und diese im Hinblick auf potentielle gesundheitliche Folgen zu bewerten. Der vorliegende <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/i?tag=Indikator#alphabar">Indikator</a> ist ein Maß für die durchschnittliche jährliche Feinstaubbelastung der Gesamtbevölkerung in Deutschland (angegeben in µg/m³). Er bezieht sich auf Feinstaubpartikel in der Außenluft mit einem Durchmesser von bis zu 2,5 µm (<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/p?tag=PM25#alphabar">PM2,5</a>). Durch die kontinuierliche Erfassung des Indikators lassen sich zeitliche Trends für die durchschnittliche Feinstaubbelastung der Bevölkerung in Deutschland ableiten.</p><p>Wie ist die Entwicklung zu bewerten?</p><p>Über den betrachteten Zeitraum hinweg ist zu erkennen, dass die Feinstaubbelastung der Bevölkerung in Deutschland tendenziell abgenommen hat: 2010 betrug der Indikatorwert 15,9 µg/m³; 2023 hingegen lag der Wert bei 7,3 µg/m³. Dies entspricht einer Reduktion um ca. 54 %.</p><p>Der sich abzeichnende Rückgang der Belastung durch <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/p?tag=PM25#alphabar">PM2,5</a> ist überwiegend auf die Minderungsmaßnahmen bei Emissionen aus stationären Quellen (z.B. Kraftwerken, Abfallverbrennungsanlagen, Haushalten / Kleinverbrauchern und diversen Industrieprozessen) sowie auf Maßnahmen im Verkehrsbereich zurückzuführen (nähere Informationen zu den Beiträgen einzelner Quellen finden Sie <a href="https://www.umweltbundesamt.de/daten/luft/luftschadstoff-emissionen-in-deutschland/emission-von-feinstaub-der-partikelgroesse-pm25#emissionsentwicklung">hier</a>). Ein weiterer Rückgang der Belastung bis 2030 ist durch die Emissionsreduktionsverpflichtungen der <a href="https://eur-lex.europa.eu/legal-content/DE/TXT/PDF/?uri=CELEX:32016L2284">NEC-Richtlinie</a> zu erwarten. Bei Umsetzung der Maßnahmen aus den nationalen Luftreinhalteprogrammen (in <a href="https://www.umweltbundesamt.de/themen/luft/regelungen-strategien/nationales-luftreinhalteprogramm#die-emissionshochstmengen-der-alten-nec-richtlinie">Deutschland</a> u. a. der „Kohleausstieg“, die Verringerung der Ammoniak-Emissionen aus der Landwirtschaft und die Verkehrswende (E-Mobilität)) können die Emissionen von Feinstaub und seinen Vorläufergasen bis 2030 weiter reduziert werden.</p><p>Ferner hat die variable <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/w?tag=Witterung#alphabar">Witterung</a> direkten Einfluss auf die Feinstaubkonzentrationen. Dies kann in einzelnen Jahren zu einer Senkung oder einem Anstieg der Feinstaubbelastung führen und somit zeitgleiche Veränderungen bei den Emissionen überlagern (nähere Informationen hierzu finden Sie <a href="https://www.umweltbundesamt.de/sites/default/files/medien/479/publikationen/2025_uba_hgp_luftqualitaet_2024_dt.pdf">hier</a>).</p><p>Wie wird der Indikator berechnet?</p><p>Für den <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/i?tag=Indikator#alphabar">Indikator</a> werden Modelldaten des chemischen Transportmodells REM-CALGRID mit <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/p?tag=PM25#alphabar">PM2,5</a>-Messdaten der Immissionsmessnetze der Bundesländer und des <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/u?tag=UBA#alphabar">UBA</a> kombiniert und auf die gesamte Fläche Deutschlands übertragen. Dies erfolgt in einer räumlichen Auflösung von 2 x 2 km². Die PM2,5-Daten werden anschließend mit Informationen zur räumlichen Verteilung der Bevölkerungsdichte kombiniert. Für die Berechnung des Indikators werden danach die Feinstaubkonzentrationen je Gitterzelle mit der jeweiligen Anzahl der zugeordneten Bevölkerung multipliziert, insgesamt aufsummiert und im Anschluss durch die Summe der Gesamtbevölkerung Deutschlands geteilt.</p><p>Für die Berechnung des Indikators werden nur die Messstationen im ländlichen und städtischen Hintergrund berücksichtigt. Messstationen, die einem direkten Feinstaubausstoß z.B. aus dem Verkehr ausgesetzt sind, fließen in die Berechnung hingegen nicht ein. Daher könnte der Indikator die Belastungssituation in Deutschland tendenziell leicht unterschätzen. Der methodische Ansatz ist im Fachartikel <a href="https://www.umweltbundesamt.de/sites/default/files/medien/4031/publikationen/artikel_5_dnk.pdf">Kienzler et al. 2024</a> näher beschrieben.</p><p><strong>Ausführliche Informationen zum Thema finden Sie im Daten-Artikel „<a href="https://www.umweltbundesamt.de/daten/umwelt-gesundheit/gesundheitsrisiken-durch-feinstaub">Bedeutung der Feinstaubbelastung für die Gesundheit</a>“.</strong></p>
<p>Das Umweltbundesamt weist Kritik an einer vom Helmholtz-Zentrum München durchgeführten Studie zur Krankheitslast von Stickstoffdioxid zurück. Die Studie wurde nach aktuellen wissenschaftlichen Standards durchgeführt. Die Ergebnisse besitzen weiter ihre Gültigkeit.</p><p>Die Studie des Helmholtz Zentrums München (das Deutsche Forschungszentrum für Gesundheit und Umwelt) ist eine Studie zur Bestimmung der Krankheitslast in der Bevölkerung insgesamt. In Studien zur Bestimmung der Krankheitslast wird die Bedeutung von Risikofaktoren für die Gesundheit der gesamten Bevölkerung untersucht. Hierbei steht der Vergleich unterschiedlicher Risikofaktoren im Vordergrund. Solche Risikofaktoren können das Rauchen oder Bewegungsmangel sein; in der vorliegenden Studie wurde die Krankheitslast von Stickstoffdioxid untersucht. Es handelt sich also nicht um eine klassische epidemiologische Studie, in der Daten von individuellen Personen analysiert werden.</p><p>Zur Berechnung der Krankheitslast wird die von der Weltgesundheitsorganisation (<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/w?tag=WHO#alphabar">WHO</a>) entwickelte „Environmental Burden of Disease“ (EBD)-Methode verwendet. Nach dieser Methode läuft die Berechnung in unserer Studie vereinfacht dargestellt in zwei Schritten ab:</p><p><strong>Schritt 1:</strong> Die zentrale Grundlage für die Berechnung der vorzeitigen Todesfälle und der verlorenen Lebensjahre in dieser Studie ist die Todesursachenstatistik in Deutschland. Diese liefert Informationen darüber, wie viele Personen mit welchem Alter verstorben sind. Die statistische Restlebenserwartung der verstorbenen Personen wird aus den Informationen des Statistischen Bundesamtes bezogen. Somit ist bekannt, wenn z. B. eine weibliche Person in Deutschland im Alter von 60 Jahren stirbt, dass sie nach der Statistik eigentlich noch ca. 25 Jahre zu leben gehabt hätte. Diese Jahre entsprechen den verlorenen Lebensjahren. Dieser Berechnungsschritt erfolgt für die gesamte Bevölkerung, das Individuum ist dann nicht mehr identifizierbar und deswegen sind die Ergebnisse solcher Studien nicht für individuelle Personen gültig. <br>Diese Daten sind die Grundlage für die weiteren Berechnungen.</p><p><strong>Schritt 2:</strong> Aus den Informationen zur <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/e?tag=Exposition#alphabar">Exposition</a> der Gesamtbevölkerung mit Stickstoffdioxid, die aus Modellen flächendeckend für Deutschland vorliegen, und des der Konzentration entsprechenden Relativen Risikos aus den epidemiologischen Studien wird mit Hilfe der sogenannten PAF-Formel (siehe unten) der prozentuale Anteil bestimmt, der auf Stickstoffdioxid zurückgeführt werden kann. Erst mit diesem Schritt wird also die Anzahl der einem Risikofaktor attribuierbaren (zuschreibbaren) Todesfälle und verlorenen Lebensjahre bestimmt. Hierfür wird der prozentuale Anteil mit der Anzahl der Todesfälle und / oder verlorenen Lebensjahre multipliziert.</p><p>Die so ermittelten Zahlen sind als Indikatoren für den Gesundheitszustand der Gesamtbevölkerung zu sehen. Sie sind keinesfalls klinisch identifizierbare Todesfälle, die auf Stickstoffdioxid zurückgeführt werden können.</p><p>Eine wichtige Komponente der EBD-Methode sind die Ergebnisse aus epidemiologischen Studien, also Studien, in denen individuelle Menschen betrachtet werden. Epidemiologische Studien ermitteln den Zusammenhang zwischen Risikofaktoren (z. B. Stickstoffdioxid) und gesundheitlichen Auswirkungen (z. B. Herz-Kreislauf-Erkrankungen), indem sie unterschiedlich exponierte Personen oder Personengruppen miteinander vergleichen.</p><p>Die Ergebnisse aus epidemiologischen Studien werden häufig als Relative Risiken dargestellt und diese werden für die Berechnung der Krankheitslast benötigt. Das Relative Risiko versteht sich als der Faktor, um den sich ein Risiko (z.B. für eine Herz-Kreislauf-Erkrankung) in zwei ungleich belasteten Gruppen unterscheidet.</p><p>Zentraler Baustein der EBD-Methode ist eine mathematische Formel zur Berechnung der sogenannten „Population Attributable Fraction“ (PAF). Mit der Formel wird ein prozentualer Wert ermittelt, der angibt, wie groß der Anteil von Todesfällen ist, der auf einen Risikofaktor zurückgeführt werden kann, also der einem Risikofaktor zuschreibbare Anteil an Krankheiten oder Todesfällen. In diese Formel geht unter anderem das aus epidemiologischen Studien abgeleitete Relative Risiko ein.</p><p>Bei der EBD-Methode kann über die Anwendung der PAF-Formel die Anzahl der vorzeitigen Todesfälle und verlorener Lebensjahre ermittelt werden.</p><p>Die EBD-Methode und somit auch die PAF wurden bereits in einer Vielzahl von wissenschaftlichen Studien angewendet, die durch Gutachterverfahren im „peer-review“ geprüft wurden. Gerade im letzten Jahr wurde im Rahmen der Global Burden of Disease-Studie des Institute for Health Metrics and Evaluation (Seattle, USA) ein Fachartikel in der renommierten Zeitschrift „The Lancet“ veröffentlicht, indem ebenfalls die PAF verwendet wurde. Die PAF und ihre Grundlagen wurden ebenfalls in zahlreichen weiteren Artikeln veröffentlicht und auch die Limitationen der PAF wurden in der wissenschaftlichen Community vielfach diskutiert. Die WHO wendet die Methode bereits seit ca. 20 Jahren an und es besteht in der Wissenschaft breiter Konsens zur Anwendbarkeit der Formel.</p><p>Herr PD Dr. Peter Morfeld kritisiert in einem aktuellen Beitrag in der Zeitschrift "Das Gesundheitswesen" gemeinsam mit Univ.-Prof. Dr. Thomas C. Erren die in Krankheitslast-Studien eingesetzte PAF-Formel und nimmt dabei unsere Studie als Beispiel. Diese Kritik ist nicht nachzuvollziehen, denn die Quantifizierung der Auswirkungen von Risikofaktoren auf die Gesundheit von Bevölkerungen in EBD-Studien wird erst durch die Nutzung der PAF ermöglicht. Sie ist also inhärenter Bestandteil solcher Studien und wird zudem von vielen renommierten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern als das Mittel der Wahl für Krankheitslast-Studien angesehen.</p><p>Wir teilen zunächst die Meinung von Herrn Morfeld, dass die PAF-Formel zur Analyse von klassischen epidemiologischen Studien nicht geeignet ist, da sie zu verzerrten Ergebnissen führen kann. Für die Auswertung klassischer epidemiologischer Studien sollten andere Analysemethoden genutzt werden, wie z. B. die Cox-Regression zur Analyse von Daten aus Kohortenstudien (ein Studientyp, bei dem Menschen über einen gewissen Zeitraum untersucht oder beobachtet werden) oder die logistische Regression zur Analyse von Fall-Kontroll-Studien (ein Studientyp, bei dem bestimmte Menschen als Fälle mit anderen vergleichbaren Kontrollen untersucht oder beobachtet werden).</p><p>Wenn dennoch die PAF zur Auswertung von z. B. Kohortenstudien angewendet wird, wie von Herrn Peter Morfeld und Herrn Thomas Erren in ihren Beispielen im aktuellen wissenschaftlichen Artikel angedeutet, so kann es zu verzerrten Ergebnissen kommen. Wir vermuten, dass Herr Peter Morfeld davon ausgeht, dass die Studie des Helmholtz-Instituts eine epidemiologische Kohortenstudie ist. Die von ihm kritisierte Studie ist aber keine solche Studie, die Individuen untersucht, sondern, wie dargestellt, eine EBD-Studie. Daher trifft die Kritik nicht zu, die Ergebnisse behalten unserer Ansicht nach weiter ihre Gültigkeit.</p><p>Herr Morfeld hat seine Kritik schon nach Erscheinen der Studie geäußert, u. a. auf einem vom Umweltbundesamt im Herbst 2018 gemeinsam mit der Deutschen Gesellschaft für Epidemiologie durchgeführten wissenschaftlichen Symposium zu der von uns beauftragten Studie. Wir nehmen Kritik an unserer wissenschaftlichen Arbeit immer ernst und überprüfen gewissenhaft die Richtigkeit unserer Schlussfolgerungen.</p><p>Aus unserer Sicht sind die vorgetragenen Argumente von Herrn Morfeld und Herrn Erren allerdings nicht geeignet, um die Anwendbarkeit der PAF-Formel für Berechnungen der Krankheitslast zu widerlegen und somit eine Fehlerhaftigkeit der <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/u?tag=UBA#alphabar">UBA</a>-EBD-Studie nachzuweisen.</p><p>Eine detaillierte wissenschaftliche Antwort auf den Beitrag der Herren Morfeld und Erren wird derzeit von mehreren Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern, unter anderem des Umweltbundesamtes für die Zeitschrift Gesundheitswesen vorbereitet.</p><p> </p>
Am 14. Dezember 2016 verabschiedete das Europäische Parlament und der Rat die Richtlinie über neue nationale Emissionshöchstmengen (NEC-Richtlinie), die auf der Grundlage eines Kommissionsvorschlags strengere Grenzwerte für die fünf wichtigsten Schadstoffe in Europa festlegt. Sie tritt am 31. Dezember 2016 in Kraft. Nach der vollständigen Umsetzung der Richtlinie werden sich die negativen gesundheitlichen Auswirkungen der Luftverschmutzung, beispielsweise Atemwegserkrankungen und vorzeitige Todesfälle, bis 2030 um fast 50 % verringert haben. Die Richtlinie ist der zentrale Bestandteil des umfassenderen Programms „Saubere Luft für Europa“. Den Mitgliedstaaten kommt bei der Koordinierung und Umsetzung der Richtlinie auf nationaler Ebene eine sehr wichtige Rolle zu. Die Mitgliedstaaten müssen die Richtlinie bis zum 30. Juni 2018 in nationales Recht umsetzen und bis 2019 ein nationales Luftreinhalteprogramm ausarbeiten, dessen Maßnahmen sicherstellen, dass die Emissionen der fünf wichtigsten Luftschadstoffe bis 2020 bzw. 2030 um die vereinbarten Prozentsätze verringert werden. Außerdem müssen sie diese Programme mit Plänen in anderen Bereichen wie Verkehr, Landwirtschaft, Energie und Klima abstimmen.
Die Internationale Seeschifffahrts-Organisation (IMO) will die Schwefeloxid-Emissionen durch Schiffskraftstoffe deutlich verringern. Der Beschluss der 70. Sitzung des Umweltausschusses der IMO (das Marine Environment Protection Committee - MEPC), sieht vor, den maximal zulässigen globalen Schwefelgrenzwert für Schiffskraftstoffe im Jahr 2020 auf 0,5% zu senken. Dadurch sollen die gesundheits- und umweltgefährdenden Auswirkungen von Schiffen verringert werden. Schweröle, die von Schiffen verwendet werden, können derzeit einen Schwefelgehalt von 3,5% aufweisen. Wäre die Absenkung weiter auf 2025 verzögert worden, hätte es zu mehr als 570.000 zusätzlichen vorzeitigen Todesfällen im Vergleich zum dem jetzt beschlossenen früheren Inkrafttreten von 2020 kommen können. Die Entscheidung geht auf eine Maßnahme im MARPOL-Übereinkommen zur stufenweisen Begrenzung des Schwefelgehaltes durch die IMO im Jahre 2008 zurück. Sie gilt für alle Schiffstypen.
Im Rahmen des Vorhabens wurde eine flächendeckende Erfassung der Hintergrund-Stickstoffdioxid (NO2)-Exposition der Bevölkerung in Deutschland mit anschließender Quantifizierung der einhergehenden Krankheitslasten durchgeführt. Im ersten Schritt wurden dazu NO2-Belastungskarten, die die Belastungssituation im Hintergrundniveau abbilden, für den Zeitraum der Jahre 2007 bis 2014 basierend auf den NO2-Modelldaten des Umweltbundesamtes und den NO2-Messdaten des Bundes und der Länder ausgewertet. Nachfolgend wurde die Verteilung der Bevölkerung auf NO2-Belastungsklassen für ganz Deutschland ermittelt. Die berechnete, durchschnittliche bevölkerungsgewichtete NO2-Konzentration in den jeweiligen Belastungsklassen diente als Grundlage zur Berechnung der Krankheitslast für alle NO2-spezifischen Gesundheitsendpunkte. Es wurden Analysen zur zeitlichen Entwicklung der Belastung sowie der gesundheitlichen Effekte als auch zu den Unsicherheiten der erzielten Ergebnisse durchgeführt. Die für die Berechnung relevanten Gesundheitsendpunkte wurden im Rahmen einer systematischen Literaturrecherche identifiziert. Diese waren natürliche und ursachenspezifische Mortalität (Kurzzeit- und Langzeiteffekte), ursachenspezifische Krankenhauseinweisungen, Diabetes Typ 2, Bluthochdruck, Herzinsuffizienz, Herzinfarkt, Schlaganfall, ischämische Herzkrankheit, Lungenkrebs, Asthma, chronische Bronchitis, COPD (Chronisch Obstruktive Lungenerkrankung), Frühgeburt und geringes Geburtsgewicht. Um die Evidenz des Zusammenhangs von NO2-Belastung und den aufgeführten Endpunkten bewerten zu können, wurde im Projekt ein Kriterienkatalog erarbeitet. Darauf basierend ergab sich starke Evidenz in Bezug auf Langzeiteffekte für die kardiovaskuläre Mortalität. Unter Verwendung einer unteren Quantifizierungsgrenze von 10 micro g/m3 wurden für das Jahr 2014 für die kardiovaskuläre Mortalität durch NO2-Langzeitexposition 5.966 (95 %-Konfidenzintervall: 2.031 bis 9.893) attributable vorzeitige Todesfälle und 49.726 (16.929 bis 82.456) verlorene Lebensjahre geschätzt. Zwischen den Jahren 2007 und 2014 zeigte sich insgesamt ein leicht abnehmender Trend in Bezug auf die attributablen vorzeitigen Todesfälle. Wichtig ist dabei hervorzuheben, dass sich die hier vorgelegte Abschätzung der Krankheitslast auf die Hintergrund-Konzentrationen für NO2 stützen und somit höhere Konzentrationen, die sich vor allem in städtisch verkehrsnahen Gebieten finden, nicht berücksichtigt werden konnten. Der Anteil der NO2-Belastung der durch den Verkehr zu erwarten ist, wurde in einem Modellvorhaben berechnet.
In der EU ist die schlechte Luftqualität Hauptursache umweltbedingter vorzeitiger Todesfälle. Mit den am 18. Dezember 2013 verabschiedeten neuen Maßnahmen zur Verringerung der Luftverschmutzung reagiert die Kommission auf diese Situation. Das verabschiedete Paket setzt sich aus mehreren Teilen zusammen. Dazu gehören: ein neues Programm „Saubere Luft für Europa“, eine überarbeitete Richtlinie über nationale Emissionshöchstmengen mit strengeren nationalen Emissionshöchstmengen für die sechs wichtigsten Schadstoffe und ein Vorschlag für eine neue Richtlinie zur Verringerung der Verschmutzung durch mittelgroße Feuerungsanlagen. Durch das Maßnahmenpaket zur Luftqualität sollen bis 2030 im Vergleich zu einem Szenario, bei dem alles beim Alten bleiben würde, schätzungsweise: 58000 vorzeitige Todesfälle vermieden werden, 123 000 km² von Ökosystemen vor übermäßiger Stickstoffbelastung bewahrt werden, 56 000 km² Natura-2000-Schutzgebiete vor übermäßiger Stickstoffbelastung bewahrt werden, 19 000 km² von Waldökosystemen vor der Versauerung bewahrt werden. Das verabschiedete Paket ist das Endergebnis einer umfassenden Überprüfung der EU-Politik zur Luftqualität, die Anfang 2011 eingeleitet wurde.
Objective: Space heating accounts for more than 50Prozent of the energy consumption of public & residential buildings, and reduction of this energy demand is a key strategy in the move to low energy/low carbon buildings. The careful management of air flow within a building forms part of this strategy through the control of inlet fresh air and exhaust air, maximising air re-circulation, and minimising the amount of fresh air which is often drawn in through a heat exchanger. However, there is a high risk that the air quality is reduced. Continued exposure to environments with poor air quality is a major public health concern in developed and developing countries. It is estimated that the pollutants responsible for poor air quality cause nearly 2.5 million premature deaths per year world-wide. Significantly, around 1.5 million of these deaths are due to polluted indoor air, and it is suggested that poor indoor air quality may pose a significant health risk to more than half of the world's population. Perhaps surprisingly, remedial action to improve air quality is often easy to implement. Relatively simple measures such as increased air flow through ventilation systems, or a greater proportion of fresh air to re-circulating air are sufficient to improve air quality. Low-energy air purification and detoxification technologies are available which will reduce the concentration of specific pollutants. Similarly, filtration systems (e.g. electrostatic filters) can be switched in to reduce the level of the particulate matter in the air (the principle pollutant responsible for poor health). The INTASENSE concept is to integrate a number of micro- and nano-sensing technologies onto a common detection platform with shared air-handling and pre-conditioning infrastructure to produce a low-cost miniaturised system that can comprehensively measure air quality, and identify the nature and form of pollutants. INTASENSE is a 3-year project which brings together 8 organisations from 5 countries.
<p>Die Luftreinhaltung hat ein klares Ziel, das im sechsten Umweltaktionsprogramm der Europäischen Gemeinschaft folgendermaßen formuliert wurde: „Erreichung einer Luftqualität, die keine erheblichen negativen Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit und die Umwelt hat und keine entsprechenden Gefahren verursacht.”</p><p>Luftreinhaltestrategien</p><p>Die Lösung dieses Problems ist nicht einfach, da fast alle menschlichen Aktivitäten nennenswerte Emissionen von Luftverunreinigungen verursachen und damit Luftreinhaltung zu einer komplexen und schwierigen Aufgabe machen. Einige Gründe dafür sind</p><p>In der Luftreinhaltung ist es schwer, das <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/v?tag=Verursacherprinzip#alphabar">Verursacherprinzip</a> anzuwenden. Zwischen einzelnen Emissionsquellen und der Luftqualität in ihrer Umgebung besteht oft kein eindeutiger Zusammenhang, denn Luftverunreinigungen werden in der <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/a?tag=Atmosphre#alphabar">Atmosphäre</a> weit transportiert und chemisch umgewandelt. So tragen andere als die ursprünglich emittierten Verunreinigungen fern der Quelle zur Luftverschmutzung bei. Dieses Problem zeigt sich zum Beispiel beim Entwurf von <a href="http://gis.uba.de/website/umweltzonen/lrp.php">Luftreinhalteplänen</a>.</p><p>Historische Entwicklung</p><p>Luftreinhaltung als Gegenstand der Politik manifestierte sich erstmalig umfassend im 1. Umweltprogramm der Bundesregierung von 1971 durch Festlegung von Grundprinzipien der Umweltpolitik. Im Bundes-Immissionsschutzgesetz von 1974 kam es dann erstmalig zu einer systematischen Regelung, insbesondere der Emissionsbegrenzung nach dem Stand der Technik für Neuanlagen und für bestehende Anlagen in Belastungsgebieten. Die 80er Jahre waren gekennzeichnet durch umfassende Sanierungsprogramme für alle Kraftwerke und größere Industrieanlagen. In den 90er Jahre wurden die Emissionsquellen in den neuen Ländern saniert bzw. stillgelegt und durch neue Anlagen mit Emissionsminderungseinrichtungen nach dem Stand der Technik ersetzt. Darüber hinaus wurden die Instrumente des Luftqualitätsmanagements und des integrierten Umweltschutzes entwickelt. Wesentlich für die gegenwärtige Luftreinhaltepolitik ist auch, dass mit <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/k?tag=Klimaschutz#alphabar">Klimaschutz</a> und Energieeffizienzinitiativen erhebliche Beträge auch zur Luftreinhaltung geleistet werden.<br><br>Im Laufe der Zeit wechselten auch die relevanten Schadstoffe. In den 1960er Jahren waren es Ruß und grober Staub (Ziel: „Blauer Himmel über der Ruhr”), in den 1970er Jahren Schwefeldioxid (Problem: saurer Regen), später sommerlicher Photosmog mit der Leitsubstanz Ozon und ab Mitte der 1990er Jahre zunehmend der Feinstaub.</p><p>Aktueller Stand</p><p>Heute basiert Luftreinhaltung in Deutschland im Wesentlichen auf drei Strategien:</p><p>Da ein wesentlicher Anteil der Schadstoffbelastung durch weiträumige Transporte mit der Luft aus Nachbarländern verursacht wird, ist die Gestaltung der grenzüberschreitenden Luftreinhaltepolitik von strategischer Bedeutung für die Luftqualität in Deutschland.</p><p>Luftreinhaltung berücksichtigt alle relevanten Quellen und Schadstoffe und bekämpft Luftverschmutzung von vielen Seiten, einige wichtige Instrumente sind:</p><p>Thematische Strategie Clean Air for Europe (CAFE)</p><p>Die thematische Strategie „Saubere Luft für Europa” der Europäischen Kommission hat es zum Programm erhoben, alle für das Thema Luftqualität relevanten Aspekte koordiniert anzugehen. Denn die oben aufgeführten einzelnen Instrumente müssen national und international aufeinander abgestimmt werden, da die Luftqualität nur durch die Summe dieser Maßnahmen deutlich verbessert werden kann. Diese Abstimmung ist ein komplexes wissenschaftliches und politisches Problem. Daher werden Simulationsmodelle verwendet, um Szenarien der künftigen Entwicklung zu untersuchen.</p><p>Clean Air for Europe – Saubere Luft für Europa nennt die Europäische Kommission ihre thematische Strategie zur Bekämpfung der Luftverschmutzung. CAFE ist eine von sieben vorgesehenen thematischen Strategien des sechsten Umweltaktionsprogramms. Die anderen sechs Strategien betreffen die Bereiche Meeresumwelt, Abfallvermeidung und -recycling, nachhaltige Nutzung der Ressourcen, Böden, <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/p?tag=Pestizide#alphabar">Pestizide</a> und städtische Umwelt.</p><p>Im Gegensatz zu bisherigen Programmen ist die Strategie Clean Air for Europe eine thematische Strategie. Während sich frühere Ansätze auf Teilaspekte wie einzelne Schadstoffe oder spezielle Arten von Emissionsquellen beschränkten, sollen in diesem Programm alle für die Erhaltung und Verbesserung der Luftqualität relevanten Faktoren berücksichtigt werden.</p><p>Im März 2001 leitete die Kommission das Programm CAFE ein, in dem die bisherige Luftreinhaltepolitik der Europäischen Union auf den Prüfstand gestellt wurde. Dazu wurde eine Lenkungsgruppe eingerichtet, der Vertreter der EU-Mitgliedsstaaten, der Weltgesundheitsorganisation, verschiedener Industrieverbände und Nichtregierungsorganisationen angehören. Begleitend wurden Forschungsvorhaben in Auftrag gegeben.<br><br>Im Dezember 2004 und im Januar 2005 fand auf den Internetseiten der Kommission eine Befragung der Öffentlichkeit zu Zielen und Inhalten der Strategie statt.<br><br>Als Ergebnis dieser ersten Phase stellte die Kommission der Öffentlichkeit am 21. September 2005 ihre thematische Strategie zur Bekämpfung der Luftverschmutzung vor.</p><p>Mit der Vorstellung der thematischen Strategie CAFE begann die Phase der Durchführung, für die ein Zeitraum von mehreren Jahren vorgesehen ist. Die Strategie wird regelmäßig überprüft, erstmals 2010. Wie die anderen thematischen Strategien des sechsten Umweltaktionsprogramms soll die Strategie zur Bekämpfung der Luftverschmutzung bis etwa 2020 umgesetzt sein.</p><p>Das sechste Umweltaktionsprogramm hatte für die thematische Strategie CAFE bis zum Zeithorizont 2020 ein ambitioniertes Ziel formuliert: „Erreichung einer Luftqualität, die keine erheblichen negativen Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit und die Umwelt hat und keine entsprechenden Gefahren verursacht.”</p><p>Bei der Bestandsaufnahme im Rahmen des CAFE Programms wurde festgestellt, dass in der EU gegenwärtig etwa 370.000 Menschen pro Jahr vorzeitig an den Folgen der Luftverschmutzung durch Feinstaub und Ozon sterben. Szenarienrechnungen ergaben, dass sich diese Zahl ohne zusätzliche Maßnahmen im Jahr 2020 auf 290.000 verringern würde. Die dadurch verursachten volkswirtschaftlichen Kosten wurden auf 427-790 Mrd. € heute bzw. 189-609 Mrd. € im Jahr 2020 berechnet.</p><p>Die Modellrechnungen zeigten jedoch auch, dass das für CAFE formulierte Ziel nicht erreicht werden kann, selbst wenn alle technisch möglichen Maßnahmen zur Verbesserung der Luftqualität durchgeführt werden.</p><p>Schließlich wurde eine Strategie entworfen, mit der nach Modellrechnungen im Jahr 2020 weitere 63.000 vorzeitige Todesfälle pro Jahr vermieden und somit weitere Schadenskosten von 42-135 Mrd. € pro Jahr eingespart werden. Die Kosten für die erforderlichen Maßnahmen wurden auf 7,1 Mrd. € pro Jahr berechnet.</p><p>Neben der menschlichen Gesundheit werden die vorgesehenen Maßnahmen auch der Umwelt nützen und nach Modellrechnungen die von <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/v?tag=Versauerung#alphabar">Versauerung</a> und <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/e?tag=Eutrophierung#alphabar">Eutrophierung</a> betroffenen Flächen im Jahr 2020 um 50 % bzw. um 27% verringern im Vergleich mit dem <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/s?tag=Szenario#alphabar">Szenario</a>, dass keine zusätzlichen Maßnahmen ergriffen würden.</p><p><strong>Maßnahmen</strong></p><p>Zur Erreichung der Ziele plant die Kommission u.a. folgende Maßnahmen</p><p>Nationale Emissionshöchstmengen - NEC-Richtlinie</p><p>Die Richtlinie <a href="http://eur-lex.europa.eu/LexUriServ/LexUriServ.do?uri=CELEX:32001L0081:DE:NOT">2001/81/E</a>G vom 23.10.2001 (<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/n?tag=NEC-Richtlinie#alphabar">NEC-Richtlinie</a>) legt nationale Emissionshöchstmengen für die Luftschadstoffe Schwefeldioxid (SO2), Stickstoffoxide (NOX), Ammoniak (NH3) und flüchtige organische Verbindungen (ohne Methan, <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/n?tag=NMVOC#alphabar">NMVOC</a>) fest, die nach dem Jahre 2010 nicht mehr überschritten werden dürfen. Die NEC-Richtlinie erweitert die bisherigen Konzepte im Kampf um saubere Luft (Luftqualitätsrichtlinien und Richtlinien mit Anforderungen zur Emissionsbegrenzung bei stationären und mobilen Quellen sowie Produkten) um einen dritten Weg der Gesamtbegrenzung der nationalen Emissionsfrachten, wobei den Staaten die Wahl der Maßnahmen zur Einhaltung der NECs überlassen bleibt.</p><p>Dadurch sind auf nationaler Ebene klare emissionsseitige Mindestanforderungen für eine gute Qualität der Luft vorgegeben, die in der Folge mit Hilfe eines so genannten „nationalen Programms” in geeignete Anforderungen an einzelne Quellen umgesetzt werden müssen.</p><p>Die EU-Kommission wird voraussichtlich Mitte des Jahres 2010 eine Fortschreibung der NEC-Richtlinie bis zum Jahr 2020 vorschlagen. Neben neuen nationalen Emissionsobergrenzen für die bisher geregelten Stoffe wird erwogen, auch für Feinstaub (PM2,5) nationale Emissionsobergrenzen festzulegen. Für die erforderlichen Emissionsberechnungen und Analysen bis 2020 hat das <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/u?tag=UBA#alphabar">UBA</a> ein deutsches Energiereferenzszenario vorgelegt.</p><p>Nach der NEC-Richtlinie muss jeder Mitgliedstaat ein nationales Programm zur Verminderung der Schadstoffemissionen erarbeiten. Darin muss die Einhaltung der Emissionshöchstmengen mit zusätzlichen Maßnahmen zur Emissionsminderung dargestellt werden. Ferner muss die Öffentlichkeit sowie die Europäische Kommission hierüber unterrichtet werden. Für Deutschland ergibt sich nach den neuesten Emissionsprognosen des Umweltbundesamtes folgende Ausgangssituation:<br><br><strong>Emissionshöchstmengen der NEC-Richtlinie 2010, kt</strong></p><p><strong>Referenzprognose Emissionen im Jahre 2010, kt</strong></p><p><strong>Prognosewert minus Emissionshöchstmenge Deckungslücke +</strong></p><p>Das Nationale Programm war erstmalig im Jahr 2002 zu erstellen und 2006 fortzuschreiben (siehe unten). Das Programm informiert über die Entwicklung der Emissionen in Deutschland bis zum Jahr 2010 und die zur Einhaltung der NECs noch zur Minderung der Emissionen zu ergreifenden Maßnahmen. Beigelegt ist ferner die Dokumentation der dem Nationalen Programm unterliegenden Maßnahmenanalysen und die Emissionsprognosen (FE-Vorhaben: Maßnahmen zur Einhaltung der Emissionshöchstmengen der NEC-Richtlinie).</p><p><strong>Emissionen und Maßnahmenanalyse Feinstaub 2000 - 2020</strong></p>
Air pollution is a major health risk factor worldwide. Regular short- and long-time exposures to ambient particulate matter (PM) promote various diseases and can lead to premature death. Therefore, in Germany, air quality is assessed continuously at approximately 400 measurement sites. However, knowledge about this intermediate distribution is either unknown or lacks a high spatial-temporal resolution to accurately determine exposure since commonly used chemical transport models are resource intensive. In this study, we present a method that can provide information about the ambient PM concentration for all of Germany at high spatial (100 m * 100 m) and hourly resolutions based on freely available data. To do so we adopted and optimised a method that combined land use regression modelling with a geostatistical interpolation technique using ordinary kriging. The land use regression model was set up based on CORINE (Coordination of Information on the Environment) land cover data and the Germany National Emission Inventory. To test the model's performance under different conditions, four distinct data sets were used. (1) From a total of 8760 (365 * 24) available h, 1500 were randomly selected. From those, the hourly mean concentrations at all stations (ca. 400) were used to run the model (n = 566,326). The leave-one-out cross-validation resulted in a mean absolute error (MAE) of 7.68 (micro)gm-3 and a root mean square error (RMSE) of 11.20 (micro)gm-3. (2) For a more detailed analysis of how the model performs when an above-average number of high values are modelled, we selected all hourly means from February 2011 (n = 256,606). In February, measured concentrations were much higher than in any other month, leading to a slightly higher MAE of 9.77 (micro)gm-3 and RMSE of 14.36 (micro)gm-3, respectively. (3) To enable better comparability with other studies, the annual mean concentration (n = 413) was modelled with a MAE of 4.82 (micro)gm-3 and a RMSE of 6.08 (mircro)gm-3. (4) To verify the model's capability of predicting the exceedance of the daily mean limit value, daily means were modelled for all days in February (n = 10,845). The exceedances of the daily mean limit value of 50 (micro)gm-3 were predicted correctly in 88.67% of all cases. We show that modelling ambient PM concentrations can be performed at a high spatial-temporal resolution for large areas based on open data, land use regression modelling, and kriging, with overall convincing results. This approach offers new possibilities in the fields of exposure assessment, city planning, and governance since it allows more accurate views of ambient PM concentrations at the spatial-temporal resolution required for such assessments. © 2022 by the authors
| Organisation | Count |
|---|---|
| Bund | 27 |
| Europa | 1 |
| Land | 1 |
| Type | Count |
|---|---|
| Ereignis | 3 |
| Förderprogramm | 3 |
| Text | 14 |
| unbekannt | 8 |
| License | Count |
|---|---|
| Geschlossen | 20 |
| Offen | 8 |
| Language | Count |
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| Deutsch | 24 |
| Englisch | 9 |
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