Luftschadstoffe

GANZ IN UNSEREM ELEMENT
Luftschadstoffe
Emissionskataster
und
Luftgütemessnetz
Kontrollinstrumente
für Luftgüte und Klimaschutz
im Land Salzburg
Emissionskataster und Luftgütemessnetz – Ein Kontrollinstrument für Luftgüte und Klimaschutz im Land Salzburg
Einleitung
Die Beeinflussung der Atmosphäre durch menschliche Aktivitäten ist eine der wesentlichsten
Umweltfragen der letzten Jahrzehnte sowie der Zukunft. Dabei verschiebt sich das Hauptaugenmerk immer mehr von leicht erkennbaren, lokalen Auswirkungen wie dem Waldsterben in
der unmittelbaren Umgebung von Industriebetrieben über großräumig verteilte, gesundheitsschädliche Stoffe wie Stickstoffoxide oder Ozon hin zu Substanzen die das Klima der gesamten
Erde beeinflussen.
Entsprechend steigen auch die Anforderungen an die Ermittlung von Auswirkung, Ursache und
Reduktionsmöglichkeiten des Ausstoßes umweltschädlicher Stoffe.
Diese Broschüre bietet einen kurzen Überblick über die aktuellen Aktivitäten im Land Salzburg
zur Überwachung der Luftqualität und der Ermittlung der Quellen von Luftschadstoffen.
Abb. 1: Schematische Darstellung von Emission, Immission, Transmission und Deposition unter ungünstigen
Bedingungen.
Bei vielen verschiedenen Vorgängen – technischen aber auch natürlichen – werden Stoffe an
die Luft abgegeben (Emission). Diese verteilen sich abhängig von den Luftströmungen auf größere Bereiche (Transmission) und werden dabei verdünnt bzw. zum Teil in andere Stoffe umgewandelt. In weitem Umkreis wirken sie dann über die Atmung oder den direkten Kontakt auf
Menschen, Tiere, Pflanzen oder Bauwerke ein (Immission) oder lagern sich auf Blättern, Böden
oder Wasserflächen ab (Deposition).
Die Emission bestimmter Stoffe kann in Einzelfällen (z.B. bei Kraftwerken) vollständig erfasst
werden, in vielen Fällen kann die ausgestoßene Menge zumindest zu einem bestimmten Zeitpunkt gemessen werden (z.B. beim Abgastest an Fahrzeugen). Solche Messdaten werden zusammen mit statistischen Daten zur Abschätzung der Emissionen herangezogen und in Emissionskatastern (siehe Seite 6) zusammengeführt.
Die Berechnung von Transmission und chemischer Umwandlung ist wegen der vielen Einflussfaktoren (Geländeform, Wind, Inversionswetterlage, Sonneneinstrahlung, etc.) sehr aufwändig
und nur in Einzelfällen möglich. Die exakte Bestimmung der Immission durch Messung ist nur
für ausgewählte Stellen möglich. Aussagen über die Luftgüte in einem größeren Gebiet erfordern ein komplexes Luftgütemessnetz mit Messungen an repräsentativen Standorten.
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Emissionskataster und Luftgütemessnetz – Ein Kontrollinstrument für Luftgüte und Klimaschutz im Land Salzburg
Unsere größten Herausforderungen im Bereich Luft und Klima
Treibhausgase und Klimawandel
Die Analyse langer meteorologischer Messreihen zeigt neben zufälligen Schwankungen deutliche Klimaveränderungen in den letzten Jahrzehnten. Die Lufttemperatur stieg im letzten Jahrhundert im globalen Mittel um etwa 0,6°C, im europäischen Mittel um etwa 0,8°C und in Österreich um 1,8°C. Zugleich veränderte sich die Intensität der Niederschläge im alpinen Raum
massiv. Die Alpengletscher schrumpfen mit wenigen Ausnahmen.
Die rasche Erwärmung lässt sich primär durch die Änderung der Zusammensetzung der Atmosphäre, die steigende Konzentration an Kohlendioxid (CO2) und anderen so genannten Treibhausgasen (Methan, Lachgas, Halogenkohlenwasserstoffe, Ozon etc.) erklären. Diese lassen
die kurzwellige Sonnenstrahlung weitgehend ungehindert zum Erdboden, absorbieren aber die
längerwellige Erdabstrahlung und erwärmen so die Atmosphäre (Treibhauseffekt). Ursache für
die Zunahme der Treibhausgase sind vor allem das Verbrennen fossiler Brennstoffe (Verkehr,
Erzeugung von Raum- und Prozesswärme, Strom) sowie Ausweitungen in der Landnutzung
(Reisanbau, Viehzucht, Mineraldüngung, Roden von Urwäldern etc.). Um dem Klimawandel
entgegenzuwirken wurde 1997 in Kyoto ein Zusatzprotokoll zur Klimarahmenkonvention beschlossen, das eine Senkung der Emissionen der sechs wichtigsten Treibhausgase um zumindest 5 % im Zeitraum 2008 bis 2012 bezogen auf die Emissionen des Jahres 1990 vorsieht. Die
für Österreich geforderte 13%-ige Senkung ist im festgelegten Zeitraum schwierig zu erreichen:
die CO2-Emissionen liegen derzeit 10% über jenen von 1990.
Gebiet
Salzburg
Österreich
EU-15
BRD
USA
Indien
Bezugsjahr
2002
2002
2001
2002
2002
2002
CO2-Emission
in kg pro Kopf und Jahr
6.540
8.560
8.970
10.200
19.400
950
Quelle: SEMIKAT, Umweltbundesamt Wien, EEA, DIW Berlin, UN
Das Land Salzburg hat die Notwendigkeit von Klimaschutzmaßnahmen früh erkannt und ist
1990 als erstes Bundesland dem Klimabündnis beigetreten. Ziel ist seit damals, den Ausstoß
von Treibhausgasen in Salzburg zu verringern und den Klimaschutzgedanken in maßgebliche
Bereiche des öffentlichen Handelns zu tragen. 2001 wurde der Kyoto-Optionenbericht Salzburg,
der Maßnahmen zur Verringerung der Treibhausgasemissionen identifiziert, dem Landtag vorgelegt. Konkrete Maßnahmen wurden z.B. in den Bereichen Wohnbauförderung (Förderung
erneuerbarer Energie), Energiebereitstellung (Biomasseheizwerke) oder durch den Verzicht auf
Halogenkohlenwasserstoffe in der öffentlichen Beschaffung umgesetzt.
Stickstoffoxide, Feinstaub und Ozon
Stickstoffdioxid (NO2) und Feinstaub (PM10) stellen ab bestimmten Konzentrationen eine Gefahr für die menschliche Gesundheit dar. Beide Schadstoffe beeinträchtigen kurz- und langfristig die Lungenfunktion und wirken als Auslöser für Krankheiten der Atemwege, PM10 zusätzlich noch des Herz-Kreislaufsystems. Stickstoffoxide haben darüber hinaus eine versauernde
und eutrophierende (überdüngende) Schadwirkung auf Boden, Gewässer, Vegetation und sind
Vorläufersubstanzen von bodennahem Ozon.
Aufgrund der europaweiten Problematik hat die EU Richtlinien mit dem Ziel der Verringerung
der Emissionen und Immissionen erlassen. Die NEC-Richtlinie („national emission ceiling“ =
„nationale Emissionshöchstmengen“) fordert die Verringerung der Emissionen an NOX in Österreich von 199.000 t/Jahr auf 103.000 t ab dem Jahr 2010. Das Immissionsschutzgesetz-Luft
(IG-L) sowie das Ozongesetz legen österreichweit gültig Grenzwerte für die akuten und durchschnittlichen Immissionskonzentrationen verschiedener Schadstoffe (siehe Tab. Seite 5) fest.
Für die Verwirklichung konkreter Umsetzungsmaßnahmen ist eine Kombination aus technischen Verbesserungen bei den einzelnen Emittenten (durch Nachrüstung oder Austausch von
Anlagen und Altfahrzeugen und/oder Wechsel des Energieträgers) und eine Reduktion des Energieeinsatzes (durch verminderten Heizwärmebedarf, Effizienzsteigerung bei Anlagen und
Fahrzeugen sowie geänderte Verkehrsmittelwahl) erforderlich.
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Überwachung der Salzburger Luftgüte
In Vollzug des gesetzlichen Auftrages des Immissionsschutzgesetzes Luft (IG-L) sowie des Ozongesetzes findet im Land Salzburg eine permanente Überwachung der Luftqualität mit Hilfe
eines vollautomatischen Luftgütemessnetzes (SALIS) statt.
Zur Überwachung der Luftqualität im Land Salzburg werden unterschiedliche Messmethoden
und Messsysteme eingesetzt. Wurden in den 70-iger Jahren die Messwerte noch manuell abgelesen und per Hand ausgewertet, so konnte im März 1984 das erste vollautomatische Luftgütemessnetz im Land Salzburg in Betrieb gehen.
Die Luftqualität wird mittels hochpräziser Messgeräte kontinuierlich erfasst und per Datenleitungen als Halbstundenmittelwert in die Messnetzzentrale übertragen. Das System verwaltet
derzeit mehr als 56 Millionen Einzeldaten. Nach einer Datenkontrolle wird daraus der tägliche
Luftgüte- und Ozonbericht erstellt. Diese Informationen zur Luftgüte werden der Öffentlichkeit
über Tonbanddienst (Tel.: 0662/8042-4000), Internet (www.salzburg.gv.at/umwelt) und per EMail zur Verfügung gestellt. Das Rechnersystem überwacht rund um die Uhr die Luftqualität und
alarmiert bei Grenzwertüberschreitungen automatisch den Rufbereitschaftsdienst.
Zusätzlich zum automatischen Luftgütemessnetz werden auch Integrale Messmethoden, das
sind einfache und kostengünstige Messmethoden, die über einen festgelegten Zeitraum von 28
Tagen die Luftschadstoffe „aufsummieren“ eingesetzt.
Neben der physikalisch-chemischen Messung von Luftschadstoffkonzentrationen werden Aussagen über die Immissionswirkung durch biologische Wirkungsuntersuchungen ermöglicht. Mit
den verschiedenen Verfahren des Biomonitorings können eine Vielzahl von Luftschadstoffen
gleichzeitig erfasst werden. Externe Einflüsse, das Zusammenwirken mehrerer Schadstoffe und
Klimafaktoren werden mit einbezogen und können vernetzt betrachtet werden.
Abb. 2: Aspekte der Luftüberwachung im Land Salzburg
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SALIS, das Salzburger Luftgüte-Informations-System, umfasst zur Überwachung der Luftqualität ein landesweit ausgerichtetes Lüftgütemessnetz mit 12 fixen Messstationen und 3 mobilen Messwagen.
Neben den gesetzlich vorgeschriebenen Standorten werden auch spezielle Messungen in Kurorten, im Rahmen von Straßenbauprojekten (z.B. Tauerntunnel) und in der Nähe von Großemittenten durchgeführt. Die gewählten Standorte der Messstellen erfassen einerseits Immissionsschwerpunkte (z.B. Verkehrsknotenpunkte und Industrieanlagen) und andererseits die
Luftgütequalität in Wohngebieten und an ländlichen Hintergrundmessstellen.
Abb. 3: Lage der Luftgüte-Messstellen im Land Salzburg
Neben den gesetzlichen Grenzwerten zum Schutz von Ökosystemen sind folgende Immissionsgrenzwerte zum Schutz der menschlichen Gesundheit (laut Immissionsschutzgesetz-Luft
und Ozongesetz) von Bedeutung:
Luftschadstoff
Grenzwerte (bei Ozon Schwellenwerte)
verschiedener Beurteilungszeiträume
Messwerte 2002/2003
im Bereich von
Schwefeldioxid
(SO2)
Halbstundenmittelwert (HMW) 200 µg/m³,
Tagesmittelwert 120 µg/m³
HMW: 0-15 µg/m³
Stickstoffdioxid
(NO2)
Halbstundenmittelwert 200 µg/m³,
Jahresmittelwert (JMW) 30 µg/m³,
mit Toleranzmargen effektiv 50 (2003), 45 (2004), 40 (ab
2005), 35 (ab 2010) bzw. 30 (ab 2012) µg/m³
HMW: 0-250 µg/m³
Feinstaub
(PM10)
JMW: 7-60 µg/m³
Tagesmittelwert 50 µg/m³ bei 35 (derzeit), 30 (ab 2005)
und 25 (ab 2010) zulässigen Überschreitungen pro Jahr,
Jahresmittelwert 40 µg/m³
0-63 Überschreitungen
Benzol
Jahresmittelwert 5 µg/m³
bis 4,4 µg/m³
Ozon (O3)
Informationsschwelle 180 µg/m³ und Alarmschwelle 240
µg/m³ als Einstundenmittelwert, langfristiger Zielwert ab
2010 120 µg/m³ als Achtstundenmittelwert
0-210 µg/m³
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JMW: bis 35 µg/m³
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Emissionskataster und Luftgütemessnetz – Ein Kontrollinstrument für Luftgüte und Klimaschutz im Land Salzburg
Trends und aktueller Status
20.000
90
18.000
80
70
16.000
14.000
60
12.000
50
10.000
40
8.000
30
20
6.000
4.000
10
2.000
Immission [µg/m³]
100
0
Gesamtemission [t/a]
Bei vielen Schadstoffen wurden durch konsequentes Handeln große Erfolge erzielt. So konnten
durch den Einbau von Rauchgasreinigungsanlagen bei Großanlagen und der Umstellung auf
schwefelarme Heizöle die Schwefeldioxidkonzentrationen um mehr als 90% gegenüber Anfang
der 80er Jahren reduziert werden.
0
1982 1984 1986 1988 1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002
Abb. 4: Entwicklung von Immission (Säulen, Jahresmittelwerte der Messstelle Hallein Hagerkreuzung) und
Emission (Linie, Gesamtemission im Land Salzburg) von Schwefeldioxid
Andere, insbesondere durch Verkehr wesentlich verursachte Schadstoffe wie Ozon, Stickstoffdioxid und Feinstaub (PM10) hingegen, führen derzeit zu erheblichen Grenzwertüberschreitungen. Die folgende Darstellung zeigt die Entwicklung von Stickstoffdioxid-Immissionen und die
anteilige Aufteilung der Emissionen. Die etwa 1990 einsetzende Wirkung des Dreiwegekatalysators für Otto-Motoren führte zu einem Absinken der Immissions-Messwerte. In den letzten
Jahren stiegen die Messwerte vor allem durch das steigende Verkehrsaufkommen sowie den
hohen Dieselanteil wieder an.
100
Immision [µg/m³]
90
2500
80
70
2000
60
50
40
30
1500
Grenzwert inkl. Toleranzmargen
1000
Grenzw ert nach IG-L
20
500
10
0
Emission Stadt Salzburg [t/a]
3000
0
1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008 2010 2012
Abb. 5: Entwicklung der Immission (Säulen, Jahresmittelwerte der Messstelle Salzburg Rudolfsplatz) und des
Grenzwerts von Stickstoffdioxid sowie
der Emission (rote Linie) von Stickstoffoxiden in der Stadt Salzburg
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Emissionskataster und Luftgütemessnetz – Ein Kontrollinstrument für Luftgüte und Klimaschutz im Land Salzburg
Salzburger Emissionskataster (SEMIKAT)
Die Anteile der verschiedenen Schadstoff-Emittenten (Straßenverkehr, Industrie, private Haushalte etc.) an den Gesamtemissionen können sich je nach Schadstoff und auch nach regionalen
Gegebenheiten sehr deutlich unterscheiden.
Die Emissionen werden daher nach Emittenten getrennt ermittelt und zeitlich wie räumlich aufgegliedert dargestellt (z.B. für einzelne Bezirke oder Gemeinden). Die Emissionen großer Emittenten (Industriebetriebe, Heizwerke etc.) werden durch Auswertungen gesetzlich vorgeschriebener Emissionserklärungen, durch Messungen oder Befragungen einzeln erhoben.
Die Emissionen vieler kleiner Emittenten (Kleingewerbe, Haushalte, Kraftfahrzeuge etc.) werden über statistische Daten berechnet.
Datengrundlagen
Derzeit werden die wichtigsten durch den Menschen (in erster Linie die bei Verbrennungsprozessen) verursachten Emissionen berücksichtigt, nämlich jene aus:
Industrie- und Gewerbebetrieben
Fremdenverkehr (Beherbergungsbetrieben)
Heizwerken und Heizkraftwerken
privaten Haushalten (für Raumheizung und Warmwasserbereitung)
dem Verkehr (Straßenverkehr und off-road, das sind z.B. mobile Maschinen und Geräte,
Traktoren, Pistenwalzen, Schienenverkehr)
Berechnet werden einerseits die Emissionen der „klassischen“ Luftschadstoffe Schwefeldioxid
(SO2), Kohlenmonoxid (CO) und Staub, weiters von Stickstoffoxiden (NOX) und NichtmethanKohlenwasserstoffen (NMVOC), aus denen durch Sonnenlicht Ozon gebildet wird, andererseits
auch die Emissionen der Treibhausgase Kohlendioxid (CO2), Methan (CH4) und Lachgas (N2O).
Emission in 1000 Tonnen pro Jahr
3.500
3.000
Haushalte
2.500
Heizwerke
off-road
Emissionen von 1990 minus 13%
("Kyoto-Zielwert")
2.000
Arbeitsstätten
1.500
1.000
Straßenverkehr
500
0
1990
1991
1992
1993
1994
1995
1996
1997
1998
1999
2000
2001
2002
Abb. 6: Anteile der verschiedenen Verursachergruppen an den Emissionen von Kohlendioxid
Die Berechnungen beruhen zum Teil auf statistischen Daten und allgemeinen Kennzahlen. Für
das gesamte Land Salzburg ist zu erwarten, dass die Ergebnisse sehr genau mit den tatsächlichen Gegebenheiten übereinstimmen, wie auch Vergleiche mit Berechnungen auf Basis anderer Methoden (z.B. des Umweltbundesamtes) zeigen. Je kleiner aber das betrachtete Gebiet ist
(z.B. eine einzelne Gemeinde), desto größer wird die mögliche Abweichung in den Berechnungen.
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Zusammenhang zwischen Emission und Immission
Beim derzeitigen Stand der Wissenschaft ist es aufgrund der Komplexität der meteorologischen
Ausbreitung nicht möglich, aus den Emissionsdaten entsprechende Immissionskonzentrationen
(also die Luftgüte) an bestimmten Orten genau zu berechnen. Die Gegenüberstellung der Entwicklung von Emission und Immission zeigt aber langfristig eine gute Übereinstimmung (s. Abb.
4 und 5). Bei der Beurteilung der Entwicklung im Verlauf weniger Jahre zeigen sich allerdings
Abweichungen, einerseits durch die notwendigen Vereinfachungen bei der Emissionsberechnung und andererseits durch die von Jahr zu Jahr schwankenden meteorologischen Einflüsse
auf die gemessenen Konzentrationen.
Ergebnisse der Emissionsberechnungen
Ziel der Berechnungen ist es, einerseits den Trend der Emissionen im Laufe der Jahre in Hinblick auf die verschiedenen Reduktionsziele darzustellen und andererseits die Datengrundlage
für mögliche Reduktionsmaßnahmen zu liefern. Die Anteile der verschiedenen Verursachergruppen sind je nach Schadstoff sehr unterschiedlich.
Schwefeldioxid: 1.500 t/a
Straßenverkehr
13%
off-road
10%
Stickstoffoxide:
11.300 t/a
Heizwerke
4%
off-road
19%
Heizwerke
1%
Arbeitsstätten
17%
Haushalte
7%
Arbeitsstätten
42%
Straßenverkehr
56%
Haushalte
30%
Abb. 7: Anteile der verschiedenen Verursachergruppen an den Emissionen von SO2 und NOx im Jahr 2002.
Je nach Fragestellung können die Daten räumlich (z.B. für einzelne Gemeinden), zeitlich (als
Monatswerte) oder nach anderen Parametern (z.B. Wirtschaftsgruppen, Fahrzeugkategorien,
Straßenarten) näher untersucht werden.
16.000
Emission in Tonnen pro Jahr
14.000
12.000
Haushalte
Heizwerke
10.000
off-road
8.000
Arbeitsstätten
PKW Benzin
6.000
PKW Diesel
4.000
LKW
2.000
0
1990
1991
1992
1993
1994
1995
1996
1997
1998
1999
2000
2001
2002
2003
Abb. 8: Anteile der verschiedenen Verursachergruppen an den Emissionen von Stickstoffoxiden
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Emissionskataster und Luftgütemessnetz – Ein Kontrollinstrument für Luftgüte und Klimaschutz im Land Salzburg
Ausblick
Erfreuliche
Entwicklung
Eine Herausforderung
für die Zukunft
Schwefeldioxid
Kohlendioxid
Kohlenmonoxid
Feinstaub (PM 10)
Schwermetalle
Stickstoffoxide
Benzol
Ozon
Die gesetzlichen österreichischen und übernationalen Regelungen zur Verringerung der Umweltbelastung durch Luftschadstoffe setzen an verschiedenen Punkten an:
Die Festlegung von Höchstwerten für die (berechneten) Gesamtemissionen eines
Staates.
Die Festlegung von Emissionsgrenzwerten für technische Anlagen und Fahrzeuge.
Raumordnung zur Lenkung der Betriebsansiedlung und Wohnentwicklung entlang
leistungsfähiger Strecken des öffentlichen Verkehrs.
Maßnahmen zur besseren räumlichen und zeitlichen Verteilung von Emissionen,
z.B. Mindestschornsteinhöhen bei Betrieben oder temporäre Verkehrsbeschränkungen.
Die Festlegung von Immissionsgrenzwerten, bei deren Überschreitung weitere
Maßnahmen ergriffen werden müssen (z.B. Ozonwarnung, Beschränkung des Betriebs
von Produktionsanlagen und des KFZ-Verkehrs).
Gesetze auf einen Blick:
Immissionsschutzgesetz-Luft (IG-L),BGBl. I 115/1997
Ozongesetz, BGBl. 210/1992
Emisionsschutzgesetz-Luft (EG-L), BGBL. I 34/2003
NEC-Richtlinie umgesetzt durch EG-L, RL 2001/81/EG
Gesetze in der jeweils gültigen Fassung.
Hier finden Sie Antworten auf Ihre Fragen:
Luftgütebericht: Tel.: 0662/8042-4000
Dieser Tonbanddienst gibt Auskunft über die Schadstoffbelastung der Salzburger Luft.
Die Werte sind in Mikrogramm pro Kubikmeter angegeben und werden laufend aktualisiert.
Aktuelle Informationen im Internet:
Amt der Salzburger Landesregierung – Umweltschutz: www.salzburg.gv.at/umwelt
Impressum
Verleger
Herausgeber
Redaktion
Hersteller
Anschrift
Erscheinungsdatum
Land Salzburg vertreten durch die Abteilung 16 Umweltschutz
Dr. Othmar Glaeser
Eva Foelsche-Trummer, Robert Gross, Alexander Kranabetter
Land Salzburg, Hausdruckerei
alle: Postfach 527, A-5010 Salzburg
April 2004
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