Jahresbericht 2019

Die Entwicklung der PM10-Belastung zeigt weiterhin ein positives Bild. Über die letzten 17 Jahre gesehen, ging die PM10-Feinstaubkonzentration im Jahresmittel deutlich zurück. Wie im Vorjahr überschritt keine Messstation in der Ostschweiz den erlaubten Jahresmittel-Grenzwert. Dies gilt mit Ausnahme von Chur A13 auch für den Tagesmittel-Grenzwert. Zusätzlich zum PM10 wurde 2018 auch PM2.5 ins Messprogramm aufgenommen – mehr dazu im nächsten Abschnitt.

Die deutliche Abnahme der Jahresmittelwerte beim Feinstaub PM10 seit Messbeginn wurde fortgesetzt. Der Jahresmittel-Grenzwert von 20 µg/m³ wurde an allen Messstandorten in der Ostschweiz eingehalten. An den stark verkehrsgeprägten städtischen Messstationen Zürich Rosengartenstrasse und Schimmelstrasse wurden die höchsten Jahresmittel mit 16 µg/m³ gemessen. In ländlichen Gebieten und besonders in höheren Lagen ist die PM10-Feinstaubbelastung zwischen 8 und 11 µg/m³ am geringsten. In den letzten 15 Jahren hat die PM10-Feinstaubbelastung, bezogen auf die Jahresmittelwerte, um mehr als 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 abgenommen. Der Tagesmittel-Grenzwert wurde erstmals an allen Messstandorten mit Ausnahme von Chur A13 eingehalten. An diesem Standort führte eine Baustelle mit staubenden Arbeiten zu einem übermässigen Feinstaubeintrag und einem maximalen Tagesmittelwert von 175 µg/m³.

Zur deutlichen Entlastung tragen die umgesetzten Massnahmen bei den Holzfeuerungen und in der Industrie sowie die Dieselpartikelfilter bei PWs und Nutzfahrzeugen bei. Der Minderungseffekt wird auch verstärkt durch den Rückgang von Witterungsphasen in den letzten Jahren, während denen das Mittelland lange Zeit unter einer kalten Hochnebeldecke lag. 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.

Tabellen Entwicklung der PM10-Jahreswerte

Zusätzlich zum PM10 wurde 2018 ein Jahresmittel-Grenzwert für PM2.5 in die Luftreinhalte-Verordnung aufgenommen. Im OSTLUFT-Gebiet wurde 2019 an elf Standorten PM2.5 gemessen.

Bei den Messungen 2018 wurde der Jahresmittel-Grenzwert für PM2.5 bei allen Messstationen in der Ostschweiz überschritten. 2019 reduzierte sich die Anzahl Standorte mit Grenzwertüberschreitungen auf die Hälfte. Am höchsten ist die Belastung von PM2.5 an den verkehrsreichen Zürcher Standorten Rosengartenstrasse und Schimmelstrasse mit einem Jahresmittelwert knapp über dem Grenzwert von 10 µg/m³. Das tiefste gemessene Jahresmittel betrug 8.6 µg/m³.

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.

Tabelle Entwicklung der PM2.5-Jahreswerte

Feinstaub-Partikel enthalten auch krebserregende Russteilchen (eBC) aus Dieselmotoren und aus rauchenden 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 2019 Russ-Jahresmittelwerte zwischen 0.2 und 1.3 µg/m³ gemessen. Dabei hat sich die Abnahme der Russbelastung an den meisten Standorten ähnlich der Feinstaubbelastung weiter fortgesetzt. So konnte in den letzten zehn Jahren die Russbelastung an den stärker belasteten Standorten halbiert werden. Dazu haben unter anderem die Partikelfilter bei dieselbetriebenen PWs, 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, beim Gluterhalt oder beim Ausbrand häufig sehr hohe Schadstoffemissionen verursachen.

Tabellen Entwicklung der Russ eBC-Jahreswerte

Die Luftbelastung mit Stickoxiden hat sich an den verkehrsbeeinflussten Standorten verbessert, nachdem – unter anderem wegen des Dieselskandals – eine längere Stagnation vorausgegangen war. Der Jahresmittel-Grenzwert für Stickstoffdioxid wird aber an mehreren verkehrsnahen Standorten noch immer massiv überschritten. 

Die Entwicklung der Belastung durch Stickstoffdioxid (NO₂) zeigt ein uneinheitliches Bild. An den 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 2019 auch hier ein Rückgang fort.

Im Einflussbereich stark befahrener Strassen wird der NO₂-Jahresmittel-Grenzwert von 30 µg/m³ weiterhin häufig überschritten. Neben dem Grossraum Zürich betrifft dies auch die stark verkehrsbeeinflussten Messstandorte in der Stadt. Der Tagesmittel-Grenzwert von 80 µg/m³ wurde aber im nur am Standort Zürich Rosengartenstrasse und Blumenbergplatz überschritten. Die Häufigkeit von Tagen mit Grenzwertüberschreitungen an diesen Verkehrsstandorten ist, wie beim Feinstaub, auch von der Häufigkeit und Stärke von Inversionen abhängig. Inversionen traten, wie im Abschnitt Feinstaub PM10 erläutert, 2019 wie 2018 deutlich weniger oft auf als im Jahr 2017.

Das Netz der automatischen Messstationen wird mit NO₂-Passivsammlern ergänzt. 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 alle städtischen Gebiete entlang von stark befahrenen Verkehrsachsen sowie Autobahnstandorte betroffen. Hohe Belastungen können aber auch in Dörfern auftreten. Kritisch sind Orte, in denen stark befahrene Strassen eine geschlossene Bebauung aufweisen. Die Bebauung erschwert die Durchlüftung, so dass sich die Autoabgase unmittelbar entlang der Strasse anreichern und zu übermässigen Luftbelastungen führen können.

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 6 µg/m³ liegt, ist die Grundbelastung im Zentrum der Stadt Zürich (400 m ü. M.) rund zwei- bis dreimal höher.

Die Ergebnisse einer statistischen Auswertung der vorhandenen langen witterungsbereinigten NO₂-Passivsammler-Messreihen finden Sie im Fokusbeitrag «Witterungsbereinigter Trend belegt langfristig positive Entwicklung der NO₂-Belastung».

Tabellen Entwicklung der NO2-Jahreswerte (Messstationen)

Zusammenstellung der NO2-Jahresmittelwerte (Passivsammler)

Das Sommerhalbjahr 2019 wurde nach einem feucht-kalten Mai von heissen Sommermonaten geprägt. Dies wirkte sich auf die Ozonbelastung im OSTLUFT-Gebiet aus. Die Überschreitungen des Stundenmittel-Grenzwertes wie auch die Belastungsspitzen waren aber geringer als in den Hitzesommern 2003 und 2018. 

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 Ozon-Stundenmittelwerte wurden mit 180 bis 200 µg/m³ an den nicht unmittelbar verkehrsexponierten Stationen im Grossraum Zürich, am Zürichsee und im Gebiet Weinfelden - Konstanz gemessen. In der übrigen Ostschweiz blieben die maximalen Stundenmittel unter der Marke von 180 µg/m³. Auf der Stuelegg oberhalb von St. Gallen und an anderen höher gelegenen ländlichen Standorten wurden wiederum mit mehr als 500 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 relativ hohe 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). Abseits des Entstehungsorts treibt das NO₂ die Ozonbildung wiederum an.

Tabellen Entwicklung der Ozon-Jahreswerte

Die Belastung der Luft mit Ammoniak (NH₃) ist seit über 15 Jahren unverändert zu hoch. Die NH₃-Belastung lag nach einem Peak im Jahr 2018 wiederum im Bereich der Vorjahre. 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. Finanzielle Anreize zur Umsetzung von betrieblichen und baulichen Massnahmen zur Verminderung von NH₃-Verlusten in der Landwirtschaft haben noch keine ausreichende Verbesserung bewirkt.

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.

Auffällig im Messjahr 2019 ist der Monat Mai. Nasskaltes Wetter verzögerte in vielen Regionen das Ausbringen des Hofdüngers. Dies führte zu einem deutlichen Einbruch der Ammoniakbelastung im Jahreslauf. 

Nachdem 2018 in zwei Naturschutzgebieten unerwartet hohe Ammoniakkonzentrationen gemessen wurden, hat OSTLUFT 2019 zusätzliche Standorte in Naturschutzgebieten beprobt. Neben dem Naturschutzgebiet Bannriet in Altstätten (SG) mit einem Jahresmittelwert von 8.6 µg/m³ wurden in weiteren Naturschutzgebieten in der Ostschweiz Ammoniakbelastungen festgestellt, die über dem für höhere Pflanzen verträglichen Niveau (Critical Level) von 3 µg/m³ liegen. Es ist ein deutlicher räumlicher 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.

Als Ergänzung zu den Ammoniakmessungen wurde auch an verschiedenen Messstandorten zusätzlich der Eintrag von Stickstoff (N-Deposition) gemessen. Erste Resultate sind im Fokusbeitrag «Stickstoffdeposition und Ammoniakbelastung in Naturschutzgebieten» zusammengestellt.

Zusammenstellung der Ammoniak-Jahresmittelwerte (Passivsammler)