Luftqualität Baden-Württemberg 2020 und Entwicklung

Im Jahr 2020 hat sich die Luftqualität in Baden-Württemberg nochmals deutlich verbessert.

Der Luftqualitätsindex Baden-Württemberg (LQIBW) ist ein tagesaktueller Indikator, der die Belastung durch verschiedene Luftschadstoffe auf die Gesundheit des Menschen widerspiegelt. Der LQIBW umfasst je nach Messumfang der jeweiligen Messstation die Konzentrationen der Schadstoffe Ozon (O3), Stickstoffdioxid (NO2), Partikel PM10 und Partikel PM2,5.

In der Abbildung wird die durchschnittliche Luftsqualitätsbelastung für das Jahr 2020 in Baden-Württemberg in den drei Standortkategorien „ländlicher Hintergrund“, „städtischer Hintergrund“ und „verkehrsnah“ dargestellt, kleinräumige Belastungen werden, mit Ausnahme an Silvester, nicht visualisiert. Jede waagerechte Linie entspricht einem Kalendertag mit der jeweiligen Luftqualität in einer der drei Standortkategorien (berechnet als Median aus den LQI-Tagesmittelwerten der einzelnen Messstationen in der jeweiligen Standortkategorie). Blau und hellblau eingefärbte Tage zeigen eine sehr gute bis gute Luftqualität. An türkis oder gelb dargestellten Tagen liegt die Luftbelastung im Bereich „befriedigende bis ausreichende“ Luftqualität. Bei orange oder rot markierten Tagen überschreitet mindestens ein Luftschadstoff die Immissionsgrenzwerte der 39. BImSchV.

Anhand der Darstellung des Luftqualitätsindex über das Jahr wird deutlich, dass die Luftqualität im Jahr 2020 in Baden-Württemberg überwiegend sehr gut war. Begonnen hatte das Jahr allerdings mit einer schlechten Luftqualität aufgrund der Silvesterfeuerwerke. Ende Januar wurden aufgrund einer Inversionswetterlage hohe Feinstaubwerte und damit eine nur „ausreichende bis schlechte“ Luftqualität im städtischen Hintergrund und an den verkehrsnahen Standorten festgestellt. Auch Ende März bis April führten ausgeprägte Hochdruckwetterlagen zu austauscharmen Witterungsbedingungen und damit phasenweise zu erhöhten Schadstoffkonzentrationen trotz deutlichem Rückgang der Verkehrszahlen aufgrund des Corona-Lockdowns. Im Sommer wurden nur an wenigen Tagen hohe Ozonkonzentrationen festgestellt; vereinzelte gelb markierte Tage zeigen dies an. Im November führte an einem Tag der Eintrag von Saharastaub zu einer „schlechten“ Luftbelastung an den ländlichen Hintergrundmessstationen.

Luftqualitätsindex Baden-Württemberg (LQIBW) für das Jahr 2020. Dargestellt ist der Median aus den LQI-Tagesmittelwerten der einzelnen Messstationen in der jeweiligen Standortkategorie (ländlicher Hintergrund, städtischer Hintergrund und verkehrsnah).

Die Belastungen durch Stickstoffdioxid haben sich insbesondere an den innerörtlichen, verkehrsnahen Messstellen weiter markant reduziert. Erstmals wurden nun die Grenzwerte für Stickstoffdioxid auch in den Städten Heilbronn und Reutlingen eingehalten. Eine Überschreitung des Jahresgrenzwertes der 39. BImSchV von 40 µg/m³ für Stickstoffdioxid wird somit nur noch in den zwei Kommunen/Städten Stuttgart und Ludwigsburg an insgesamt 3 Messstellen beobachtet, wobei der höchste Jahresmittelwert mit 47 µg/m³ an der Spotmessstelle Ludwigsburg Schlossstraße gemessen wurde. Im Jahr 2017 gab es noch Überschreitung in 18 Städten in Baden-Württemberg.

Eine deutliche beschleunigte Verbesserung der Stickstoffdioxidbelastung ist seit dem Jahr 2017 an den verkehrsnahen Messstellen zu beobachten. Die Hintergründe für diese positive Entwicklung der Stickstoffdioxidbelastung sind vielfältig. Beiträge leisteten u.a. Softwareupdates verschiedener Fahrzeughersteller in der Folge des VW-Abgasskandals ab Herbst 2016 und eine, insbesondere im Großraum Stuttgart und im Umland im Vergleich zum Bund, beschleunigte Flottenerneuerung u.a. mit sinkendem Dieselanteil. In Stuttgart wurden im Jahr 2020 als weitere Maßnahmen ein streckenbezogenes Diesel Euro 5/V-Fahrverbot und innerstädtisch Tempo 40 auf den Hauptverkehrsstraßen eingeführt. Auch kamen an mehreren Standorten Filtersäulen zur Reduzierung der Stickstoffdioxid- und der Partikelkonzentrationen zum Einsatz. Darüber hinaus haben viele Städte eine Vielzahl weiterer verkehrlicher Maßnahmen getroffen, um das Verkehrsaufkommen (Verlinkung Verkehrskapitel) und somit die Stickstoffdioxidbelastung zu reduzieren. Hierzu zählen zum Beispiel Radverkehrskonzepte, Ausbau von Buslinien und Erneuerung der Busflotte, Parkraumbewirtschaftung, Job-Tickets, etc.. Zusätzlich zu diesen Maßnahmen, hat im Jahr 2020 die Corona-Pandemie mit den Lockdowns und dem dadurch gesunkenen Verkehrsaufkommen zu einer weiteren Reduzierung der Stickstoffdioxidbelastung geführt.Jahresmittelwerte der Stickstoffdioxidkonzentrationen in Baden-Württemberg von 1990 bis 2020 als Liniendiagramm visualisiert. Für die Messstationen im städtischen Hintergrund und die verkehrsnahen Messstellen sind die Spannweiten angegeben. Für ausgewähl-te verkehrsnahe Messstellen sowie für die beiden ländlichen Hintergrundmessstationen Schwäbische Alb und Schwarzwald-Süd sind die Entwicklungen als einzelne Linien dargestellt. Für die Stationen im städtischen Hintergrund und vor allem die verkehrsnahen Messstellen ist ein über die Jahre abnehmender Trend zu erkennen. Einzelne verkehrsnahe Messstellen liegen noch über dem Im-missionsgrenzwert von 40 µg/m³, wobei Stuttgart Am Neckartor die höchsten Werte über fast all die Jahre zeigt. Die Stickstoffdioxid-konzentrationen an den Messstationen im städtischen und vor allem im ländlichen Hintergrund liegen unter dem Immissionsgrenzwert von 40 µg/m³.

In Baden-Württemberg ist, wie auch in den anderen Bundesländern, ein allgemein rückläufiger Trend bei der Belastung durch Stickstoffdioxid zu beobachten. An den innerörtlichen, verkehrsnahen Messstellen ging die Belastung markant zurück, im Mittel um 19 % bzw. um 7,8 µg/m³. An den Stuttgarter Messstellen Am Neckartor, Hohenheimer Straße und Pragstraße sowie an der Messstelle Heilbronn Weinsberger Straße-Ost mit zusätzlichen Maßnahmen wie Filtersäulen, streckenbezogene Diesel Euro 5/V-Fahrverbote (Stuttgart), Tempo 40 beträgt der Rückgang 26 bis 32 % bzw. 15 bis 16 µg/m³. Der Rückgang um 33 % bzw. 15 µg/m³ an der Messstelle Ludwigsburg Friedrichstraße ist auf die einseitige Straßensperrung aufgrund von Bautätigkeiten im Jahr 2020 zurückzuführen. Im städtischen Hintergrund wurde ein Rückgang um im Mittel 12 % bzw. um 2,5 µg/m³ festgestellt. Berücksichtigt wurden hierbei die Stationen, an denen sowohl im Jahr 2019 als auch 2020 Stickstoffdioxid gemessen wurde.

In der nachfolgenden Abbildung sind für alle Messstellen in Baden-Württemberg die NO2-Jahresmittelwerte 2020 und zum Vergleich mit den Jahresmittelwerten 2019 die absoluten Veränderungen dargestellt.Jahresmittelwerte der Stickstoffdioxidkonzentrationen (in µg/m³) in Baden-Württemberg im Jahr 2020 sowie die Änderung zum Vorjahr 2019 als Säulendiagramm dargestellt.

Auch die Feinstaubbelastung durch Partikel PM10 und PM2,5 ging im Jahresmittel weiter zurück und die Grenzwerte der 39. BImSchV werden seit einigen Jahren nun sicher an allen Messstellen eingehalten. Die gesunkene Belastung zeigt sich auch im Vergleich mit den Richtwerten der Weltgesundheitsorganisation (WHO). Der Partikel PM10-Richtwert von 20 µg/m³ im Jahresmittel wird an allen Messstellen im städtischen und ländlichen Hintergrund und vielen verkehrsnahen Messstellen eingehalten (maximal 23 µg/m³ an Stuttgart Am Neckartor). Bezogen auf den WHO-Richtwert für Partikel PM2,5 von 10 µg/m³ zeigen ebenfalls die meisten Messstellen schon eine Einhaltung. Lediglich an 3 verkehrsnahen Messstellen liegen die Jahresmittelwerte mit jeweils 11 µg/m³ geringfügig über dem Richtwert.Jahresmittelwerte der Partikel PM10-Konzentrationen in Baden-Württemberg von 1990 bis 2020 als Liniendiagramm visualisiert. Für die Messstationen im städtischen Hintergrund und die verkehrsnahen Messstellen sind die Spannweiten angegeben. Für ausgewähl-te verkehrsnahe Messstellen sowie für die beiden ländlichen Hintergrundmessstationen Schwäbische Alb und Schwarzwald-Süd sind die Entwicklungen als einzelne Linien dargestellt. Für alle Stationen ist ein über die Jahre abnehmender Trend zu erkennen, vor allem bei den verkehrsnahen Messstellen. Der Immissionsgrenzwert von 40 µg/m³ wurde letztmalig im Jahr 2010 überschritten, wobei an der Spotmessstelle Stuttgart Am Neckartor die Belastung durch Partikel PM10 über fast all die Jahre am höchsten war. Ansonsten sind die Partikel PM10-Konzentrationen (Jahresmittelwerte) an den Messstationen in Baden-Württemberg sehr moderat.

Jahresmittelwerte der Partikel PM2,5-Konzentrationen in Baden-Württemberg von 1990 bis 2020 als Liniendiagramm visualisiert. Für die Messstationen im städtischen Hintergrund und die verkehrsnahen Messstellen sind die Spannweiten angegeben. Für die Spot-messstelle Stuttgart Am Neckartor und für die beiden ländlichen Hintergrundmessstationen Schwäbische Alb und Schwarzwald-Süd sind die Entwicklungen als einzelne Linien dargestellt. Für alle Stationen ist ein über die Jahre abnehmender Trend zu erkennen, vor allem bei den verkehrsnahen Messstellen. Der bis 2014 gültige Zielwert und ab 2015 gültige Immissionsgrenzwert von 25 µg/m³ Partikel PM2,5 (Jahresmittelwert) wurde letztmalig im Jahr 2010 überschritten, wobei an der Spotmessstelle Stuttgart Am Neckartor die Belastung durch Partikel PM2,5 über fast all die Jahre am höchsten war. Ansonsten sind die Partikel PM2,5-Konzentrationen (Jah-resmittelwerte) an den Messstationen in Baden-Württemberg sehr moderat.

Analog zur Darstellung bei Stickstoffdioxid werden in den nachfolgenden Grafiken für alle Messstellen in Baden-Württemberg die Partikel PM10-Jahresmittelwerte und die Anzahl der Tage mit Überschreitung von 50 µg/m³ sowie die Partikel PM2,5-Jahresmittelwerte für das Jahr 2020 und im Vergleich zum Jahr 2019 dargestellt. Generell ist ein mit im Mittel um 7 % bzw. 1,2 µg/m³ leichter Rückgang bei der Feinstaubbelastung durch Partikel PM10 im Jahresmittel festzustellen. An den innerörtlichen, verkehrsnahen Messstellen ging die Belastung im Jahresmittel um 10 % bzw. um 2 µg/m³ zurück. Hinsichtlich der Überschreitungen des Tagesmittelwertes 50 µg/m³ Partikel PM10 traten an der Spotmessstelle Stuttgart Am Neckartor im Jahr 2020 mit insgesamt 17 Tagen 10 Tage weniger im Vergleich zum Jahr 2019 auf. An den anderen Messstellen in Baden-Württemberg wurden zwischen 5 Tage weniger und 2 Tage mehr an Überschreitungstagen festgestellt.

Die Belastung durch Partikel PM2,5 ging im Mittel um 14 % bzw. 1,4µg/m³ im Jahr 2020 verglichen zum Vorjahr zurück. Prozentual gesehen wurden mit im Mittel 24 % die höchsten Rückgänge an den Messstationen im ländlichen Hintergrund festgestellt.Jahresmittelwerte der Partikel PM10-Konzentrationen (in µg/m³) in Baden-Württemberg im Jahr 2020 sowie die Änderung zum Vorjahr 2019 als Säulendiagramm dargestellt.

Anzahl der Tage mit Überschreitung des Tagesmittelwertes von 50 µg/m³ Partikel PM10 in Baden-Württemberg im Jahr 2020 sowie die Änderung zum Vorjahr 2019 als Säulendiagramm dargestellt.

Jahresmittelwerte der Partikel PM2,5-Konzentrationen (in µg/m³) in Baden-Württemberg im Jahr 2020 sowie die Änderung zum Vorjahr 2019 als Säulendiagramm dargestellt

Seit Anfang der 1990er-Jahre ist ein Rückgang der Immissionsbelastung durch Ozon sowohl bei den Messstationen im städtischen als auch im ländlichen Hintergrund festzustellen, der sich insbesondere bei den Ozonspitzenkonzentrationen zeigt. Ursache sind die rückläufigen Konzentrationen der Ozonvorläufersubstanzen Stickstoffdioxid, flüchtige organische Verbindungen ohne Methan (non-methane volatile organic compounds, NMVOC), Methan und Kohlenmonoxid. Potential für wieder zu beobachtende erhöhte Ozonkonzentrationen haben jedoch heiße, trockene und strahlungsintensive Sommer wie die Sommer der letzten Jahre, vor allem 2003, 2015 und 2018 bis 2020.

Im Jahr 2020 als das zweitwärmste und zweitsonnigste Jahr in Baden-Württemberg seit den Wetteraufzeichnungen wurde dennoch (aufgrund des o.g. Rückgangs der Ozonvorläufersubstanzen) ein Rückgang der Ozonspitzenkonzentrationen festgestellt. Die im Sommer 2020 warmen Wetterlagen führten an sechs Tagen im Juli und August an einigen Messstationen zu Überschreitungen des Informationsschwellenwertes von 180 µg/m³ Ozon (1-Stundenmittelwert). Im Vergleich zum Vorjahr 2019 fiel die Gesamtanzahl der Überschreitungen mit einem Rückgang um mehr als 80 % jedoch deutlich geringer aus.Anzahl der Stunden mit Überschreitung des 1-Stundenmittelwertes von 180 µg/m³ Ozon (die sogenannte Informationsschwelle) in Baden-Württemberg von 1990 bis 2020 als Liniendiagramm visualisiert. Für die Messstationen im städtischen Hintergrund sind die Spannweiten angegeben. Für die beiden ländlichen Hintergrundmessstationen Schwäbische Alb und Schwarzwald-Süd sind die Entwicklungen als einzelne Linien dargestellt. Für alle Stationen ist ein leicht abnehmender Trend mit allerdings teilweise starken Schwankungen von Jahr zu Jahr zu erkennen. Eine hohe Anzahl von Überschreitungen der Informationsschwelle gab es vor allem in den 1990er-Jahren verglichen mit den letzten Jahren.

Fast flächendeckend wurde der Zielwert zum Schutz der menschlichen Gesundheit von 120 µg/m³ Ozon als höchster 8-Stundenmittelwert eines Tages und bei 25 zugelassenen Überschreitungen im Kalenderjahr im Jahr 2020 überschritten. Um den meteorologischen Einfluss auf die Ozonbildung zu berücksichtigen, ist maßgebend für die Beurteilung, ob der Zielwert als Mittel über 3 Kalenderjahre eingehalten werden kann. Zur Prüfung der Einhaltung des Zielwertes für das Jahr 2020 wurde eine Mittelung der Überschreitungstage für die letzten 3 Jahre 2018, 2019 und 2020 vorgenommen. Für die letzten sechs Mittelungszeiträumen wurde an der Mehrheit der Messstationen der Zielwert überschritten wird, Tendenz steigend.Anzahl der Tage mit Überschreitung des 8-Stundenmittelwertes von 120 µg/m³ Ozon in Baden-Württemberg von 1990 bis 2020 als Liniendiagramm visualisiert. Für die Messstationen im städtischen Hintergrund sind die Spannweiten angegeben. Für die beiden ländlichen Hintergrundmessstationen Schwäbische Alb und Schwarzwald-Süd sind die Entwicklungen als einzelne Linien dargestellt. Für alle Stationen ist ein leicht abnehmender Trend mit allerdings teilweise starken Schwankungen von Jahr zu Jahr zu erkennen. Die Belastung durch Ozon war über all die Jahre an der ländlichen Hintergrundmessstation Schwarzwald-Süd am höchsten. Bei 25 zu-lässigen Überschreitungen des Zielwertes von 120 µg/m³ Ozon (höchster 8-Stundenmittelwert eines Tages), gemittelt über 3 Jahre, wird dieser an einer Vielzahl von Messstationen in Baden-Württemberg überschritten, vor allem in den letzten Jahren.

Die Jahresmittelwerte der Ozonkonzentrationen steigen seit einigen Jahren wieder an; so fielen die Jahresmittelwerte der im Jahr 2020 gemessenen Ozonkonzentrationen an einer Vielzahl der Messstationen höher als in den Vorjahren aus. Aufgrund der zentralen Lage Baden-Württembergs in Europa spielt hier der grenzüberschreitende Transport von Luftschadstoffen und damit von Ozonvorläufern eine Rolle. Hinzu kommt, dass in den Städten verstärkt die Emissionen von Stickstoffoxiden zurückgehen und so im städtischen Hintergrund weniger ozonreduzierendes Stickstoffmonoxid zur Verfügung steht. Dies führt zu einem Anstieg der Ozonkonzentrationen in den Städten.Jahresmittelwerte der Ozonkonzentrationen in Baden-Württemberg von 1990 bis 2020 als Liniendiagramm visualisiert. Für die Mess-stationen im städtischen Hintergrund sind die Spannweiten angegeben. Für die beiden ländlichen Hintergrundmessstationen Schwä-bische Alb und Schwarzwald-Süd sind die Entwicklungen als einzelne Linien dargestellt. Für alle Stationen ist ein leicht ansteigender Trend zu erkennen, für die beiden ländlichen Hintergrundmessstationen über die circa letzten 10 Jahre, für die Stationen im städti-schen Hintergrund über den gesamten dargestellten Zeitraum. Schwankungen von Jahr zu Jahr sind an allen Stationen erkennbar. Die Belastung durch Ozon war über alle Jahre hinweg an den ländlichen Hintergrundmessstationen am höchsten.

In den nachfolgenden Grafiken werden für alle Messstellen in Baden-Württemberg die Anzahl der Stunden mit Überschreitung der Informationsschwelle von 180 μg/m³ (1-Stundenmittelwert), die Anzahl der Tage mit Überschreitung des Zielwertes von 120 μg/m³ (höchster 8-Stundenmittelwert eines Tages) sowie die Ozon-Jahresmittelwerte für das Jahr 2020 und im Vergleich zum Jahr 2019 dargestellt.

Im Vergleich zum Vorjahr 2019 wurden im Jahr 2020 80 % weniger Überschreitungen der Informationsschwelle von 180 µg/m³ festgestellt. Fast flächendeckend wurde jedoch der Zielwert zum Schutz der Gesundheit von 120 µg/m³ (höchster 8-Stundenmittelwert eines Tages an mehr als 25 Tagen) überschritten. Im Vergleich zum Vorjahr 2019 gab es an der Mehrheit der Messstellen mehr Überschreitungen dieses Zielwertes zum Schutz der menschlichen Gesundheit von 120 µg/m³ (höchster 8-Stundenmittelwert eines Tages an maximal 25 Tagen) und der Jahresmittelwert der gemessenen Ozonkonzentrationen lag im Mittel um 2 % bzw. 0,8 µg/m³ höher.Anzahl der Stunden mit Überschreitung der Informationsschwelle von 180 μg/m³ (1-Stundenmittelwert) für Ozon an den Messstationen des Luftmessnetzes Baden-Württemberg im Jahr 2020 sowie die Änderung die Änderung zum Vorjahr 2019 als Säulendiagramm dargestellt.

Anzahl der Tage mit Überschreitung des Zielwertes von 120 μg/m³ (höchster 8-Stundenmittelwert eines Tages) für Ozon an den Messstationen des Luftmessnetzes Baden-Württemberg im Jahr 2020 sowie die Änderung zum Vorjahr 2019 als Säulendiagramm dargestellt.

Jahresmittelwerte der Ozonkonzentrationen (in µg/m³) in Baden-Württemberg im Jahr 2020 sowie die Änderung zum Vorjahr 2019 als Säulendiagramm dargestellt.

Der Rückgang der primär verkehrsbedingten Luftschadstoffe Stickstoffdioxid und Partikel PM10 lässt sich vor allem auf die in den letzten Jahren erfolgten Luftreinhaltemaßnahmen zurückführen. Neben verkehrlichen Maßnahmen (z. B. Geschwindigkeitsbeschränkungen, Verkehrsverbote für alte Diesel (Euro 4/IV und 5/V)) und der Installation von Filtersäulen an stark belasteten Straßenabschnitten hat vor allem auch die Fahrzeugflottenmodernisierung zu einem Rückgang der Emissionen geführt. Der besonders starke Rückgang der Luftschadstoffe im Jahr 2020 kann auch mit dem Rückgang des Verkehrs in Folge der Corona-Lockdowns erklärt werden. In Baden-Württemberg war gegenüber dem Jahr 2019 rund 16 % weniger Verkehr festzustellen, bei den schweren Nutzfahrzeugen fiel der Rückgang insbesondere außerorts mit rund 4,1 % auf Autobahnen und bis 7 % auf Bundes- und Landstraßen geringer aus.

Eine große Rolle bei der festgestellten Luftbelastung spielen auch die übers Jahr herrschenden meteorologischen Bedingungen. Das Jahr 2020 war nach den beiden Vorjahren 2019 und 2018 wieder ein extrem warmes Jahr, bzgl. der Niederschlagstätigkeit vergleichbar mit dem durch größere Trockenheit geprägten Jahr 2018. Inversionswetterlagen mit hohen Feinstaubwerten traten Ende Januar 2020 auf. Hochdruckwetterlagen Ende März bis April führten zu austauscharmen Witterungsbedingungen und damit phasenweise zu erhöhten Schadstoffkonzentrationen trotz deutlichem Rückgang der Verkehrszahlen aufgrund der Corona-Lockdowns. Im November führte der Eintrag von Saharastaub zu einer „schlechten“ Luftbelastung an den ländlichen Hintergrundmessstationen. Insgesamt war die Luftqualität im Jahr 2020 in Baden-Württemberg jedoch sehr gut.