Ozon

Die Beurteilung der Ozonkonzentrationen erfolgt gemäß den Grenz- und Zielwerten der 39. BImSchV für Ozon.

Für eine flächendeckende Überwachung der Ozonkonzentration, zur Untersuchung der regionalen Besonderheiten sowie zur Auswertung des Ozonbildungspotentials standen im Jahr 2014 in Sachsen-Anhalt 16 Messreihen mit einer mittleren Verfügbarkeit der Ozon-Stundenmittelwerte von 99 % zur Verfügung. Die Verfügbarkeiten an den einzelnen Stationen sind in Tabelle A 10 angegeben. Die Tabelle A 19 zeigt den Vergleich der Jahreskenngrößen des Ozons 2013 und 2014.

Ozon wird als sekundärer Schadstoff bezeichnet, weil in Bodennähe auftretendes Ozon nicht direkt freigesetzt wird.

Die Ozonbildung erfolgt aus Stickstoffoxiden und flüchtigen organischen Verbindungen – den soge-nannten Vorläufersubstanzen – bei intensiver Sonneneinstrahlung und hohen Lufttemperaturen. We-gen dieser verschiedenen Einflussgrößen, die zudem SchwankunWe-gen unterlieWe-gen, ist es schwer, Aus-sagen über einen Langzeittrend zu machen.

Die Abbildung 65 visualisiert die Jahresmittelwerte von 2003 bis 2014 als Kenngröße für die mittlere Belastung am Beispiel einer typischen Stadtgebiets-, Hintergrund- und Verkehrsmessstation.

38 39 35

40

0 10 20 30 40 50 60 70

Bernburg, Annenstraße 2a Bernburg, Annenstr.

Parkplatz Merseburg, B91,

Thomas-Müntzer-Str.67 Halberstadt, Friedenstr.

µg/m³

Jahresmittelwerte 2012 bis 2014 für Stickstoffdioxid – Ergebnisse der Passivsammlermessungen in µg/m³

2014 2013 2012

... Immissionsgrenzwert (39.BImSchV)

Abbildung 65: Verlauf der Jahresmittelwerte Ozon in µg/m³ am Beispiel einer Hintergrund-, einer Stadtgebiets- und einer Verkehrsmessstation

Obwohl der Sommer 2014 insgesamt durchschnittlich warm war, gab es deutliche Temperaturkontras-te. Nach der Pfingst-Hitzewelle mit bis zu 38°C wurde es im Juli wochenlang schwülwarm. Im Norden und Osten erreichten die Lufttemperaturen dabei oft 30 °C und mehr, während in den anderen Lan-desteilen Unwetter die Hitze dämpften. Im Sommer 2014 gab es keine ausgeprägten Episoden mit hohen Ozonspitzenbelastungen. Im LÜSA wurde an einem Tag an zwei Stationen der Schwellenwert zur Information der Bevölkerung von 180 µg/m³ als Einstundenmittelwert überschritten. Dies ist nach-folgend noch Gegenstand der Analyse. Die Werte und Überschreitungszeiten der Einstundenmittel-werte größer als 180 µg/m³ kann man Tabelle 16 entnehmen.

Tabelle 16: Überschreitungen des Ozon-Schwellenwertes von 180 µg/m³ zur Information der Bevölkerung (Einstundenmittelwerte in µg/m³)

Datum MESZ

04.07.2014 18:00

04.07.2014 19:00 Domäne Bobbe 181

Magdeburg/West 184

Abbildung 66 enthält die Anzahl der Tage mit Überschreitung des Schwellenwertes für Ozon zur In-formation der Bevölkerung von 180 µg/m³ vom Jahr 1993 bis 2014.

Anhand von Abbildung 66 bestätigt sich der auch deutschlandweit erkennbare Trend zur Abnahme der Überschreitungshäufigkeiten sehr hoher Ozonkonzentrationen, denn seit 1999 wurde in Sachsen-Anhalt keine Überschreitung der Alarmschwelle (240 µg/m³) mehr registriert.

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Abbildung 66: Anzahl der Tage mit Überschreitungen des Schwellenwertes für Ozon zur Information der Bevölkerung (180 µg/m³) und der Alarmschwelle (240 µg/m³); Bezug: 1-h- Mittel-wert

Die 39. BImSchV benennt Zielwerte sowohl für den Schutz der menschlichen Gesundheit als auch für den Schutz der Vegetation (Wälder). Zielwerte sollen dazu dienen, schädliche Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit oder die Umwelt langfristig zu vermeiden. Sie sind so weit wie möglich in einem bestimmten Zeitraum zu erreichen.

Der Zielwert zum Schutz der menschlichen Gesundheit vor Ozon beträgt 120 µg/m³ als höchster Achtstundenmittelwert während eines Tages bei 25 zugelassenen Überschreitungen im Kalenderjahr gemittelt über drei Jahre und ist ab dem Jahre 2013 gültig. Dieser Zielwert wurde – außer an der Bergstation auf dem Brocken - an allen LÜSA-Stationen eingehalten (Tabelle A 20 und Tabelle A 21).

Darüber hinaus werden in der 39. BImSchV auch so genannte Langfristzielwerte definiert, wobei das Jahr 2020 als Zieldatum herangezogen wird. Langfristige Ziele sind langfristig zu erreichende Werte, unterhalb derer direkte schädliche Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit oder die Umwelt insgesamt nach den derzeitigen wissenschaftlichen Erkenntnissen unwahrscheinlich sind.

Der Langfristzielwert mit Zieldatum 2020 – 120 µg/m³ als stündlich gleitender Achtstundenmittelwert darf nicht überschritten werden – wäre im Jahr 2014 an keiner LÜSA-Station eingehalten worden.

Die Luftgüteleitlinien der WHO (Weltgesundheitsorganisation) geben eine zuverlässige Orientierungs-hilfe bei der Prüfung von möglichen Maßnahmen zur Luftreinhaltung (Tabelle 33) und haben weltweit Gültigkeit.

Der Leitwert für Ozon (100 µg/m³ als 8h-Mittelwert) wird an allen LÜSA-Stationen an einer großen Anzahl von Tagen im Jahr überschritten (Tabelle A 23 des Anhanges).

Abbildung 67: Anzahl der Tage mit Überschreitungen des Zielwertes für Ozon zum Schutz der menschlichen Gesundheit gemittelt über 3 Jahre (120 µg/m³ einzuhalten als höchster 8-h-Mittelwert, gültig ab 2010)

Die Entwicklung der Anzahl der Tage pro Jahr, an denen an mindestens einer LÜSA-Station ein 8-h-Mittelwert größer 120 µg/m³ bzw. größer 100 µg/m³ auftrat, visualisiert Abbildung 68.

Abbildung 68: Anzahl der Tage pro Jahr, an denen an mindestens einer LÜSA-Station ein 8-h-Mittelwert größer 120 µg/m³ bzw. 100 µg/m³ auftrat

Zum Schutz der Vegetation vor hohen Ozonbelastungen wurde ein Zielwert (AOT40) festgelegt (vgl.

Abschnitt 2.5 Bewertungsmaßstäbe). Dieser für die Belastung der Vegetation durch Ozon repräsenta-tive Wert sollte im Mittel über fünf Jahre 18000 (µg/m³)h nicht überschreiten. Er ist allerdings erst ab 2015 zu bewerten. Im Jahr 2010, dem ersten Jahr, das zur Berechnung des AOT40-Werts für den Zeitraum von Mai bis Juli herangezogen wird, wäre der Zielwert an drei Messstationen Sachsen-Anhalts überschritten worden. Im Jahr 2011 wären keine Überschreitungen aufgetreten. Das resultiert

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vor allem aus dem Herausfallen des relativ hoch belasteten Jahres 2006 aus dem fünfjährigen Mitte-lungszeitraum. Auch im Jahr 2012 und 2013 wäre der Zielwert nicht überschritten wurden.

Obwohl 2014 nur kurzzeitig stark erhöhte Ozonkonzentrationen auftraten, führte der Anstieg der mitt-leren Ozonkonzentrationen dazu, dass auf dem Brocken der AOT40-Wert den Zielwert von 18000 (µg/m³)h überschritt (Abbildung 69).

Als Langfristziel sollen 6000 (µg/m³)h nicht überschritten werden (Tabelle A 22 des Anhanges).

Abbildung 69: AOT40-Werte an Messstationen zur Überwachung von empfindlichen Ökosystemen (Mittel über 5 Jahre in (µg/m³)h)

Ursachenanalyse der Überschreitung des Informationswertes der Bevölkerung an den LÜSA-Messstationen Magdeburg Hans-Löscher-Straße und Domäne Bobbe am 04.07.2014

Im Gegensatz zu anderen Luftverunreinigungen gibt es keine direkten künstlichen Emissionen von Ozon. In der bodennahen Atmosphäre ist Ozon eine sekundäre Luftverunreinigung, die im Sommer aus den Vorläuferstoffen – das sind Stickstoffoxide (NOx) und flüchtige organische Verbindungen – gebildet wird. Voraussetzung hierfür ist intensive Sonneneinstrahlung, welche zu photochemischen Reaktionen zwischen den vorhandenen Luftverunreinigungen führt.

Der Sommer 2014 war ein schwülwarmer Gewittersommer mit vielen Unwettern und regional enormen Regensummen. Vor allem der Juli brachte wochenlang fast täglich Unwetter, oft mit Überflutungen und Sturmböen, so dass sich keine typischen Ozonepisoden entwickeln konnten.

Am 04.07.2014 wurden in Sachsen-Anhalt dennoch Ozonkonzentrationen erreicht, die den Informati-onswert der Bevölkerung von 180 µg/m³ überschritten.

Am 03.07. gelangte Sachsen-Anhalt zunehmend unter Hochdruckeinfluss. Dabei setzte von Südwes-ten her deutliche Erwärmung ein. Am 04.07. traSüdwes-ten bei hochsommerlichem Wetter Lufttemperaturen über 30°C auf. Die südwestliche Strömung führte heiße Luftmassen heran, welche sich bei ihrem Ver-lauf über das Festland mit Vorläufersubstanzen anreicherten. Zusammen mit hohen Lufttemperaturen und starker Sonneneinstrahlung bei wolkenlosem Himmel waren damit ideale Voraussetzungen für die Ozonbildung vorhanden. Am Abend wurden in Sachsen-Anhalt relativ homogen Konzentrationen zwi-schen 160 und knapp über 180 µg/m³ gemessen.

An den LÜSA-Messstationen Domäne Bobbe (181 µg/m³) und Magdeburg/West (184 µg/m³) kam es um 18:00 Uhr bzw. 19:00 Uhr zur Überschreitung des Informationswertes der Bevölkerung für Ozon (Abbildung 70).

tag führten dazu, dass die Ozonkonzentrationen das Niveau des Vortages nicht mehr erreichten.

Abbildung 70: Einstundenmittelwerte Ozon, Windrichtung und Lufttemperatur

Abbildung 71 und Abbildung 72 zeigen die sogenannten Rückwärtstrajektorien, mit deren Hilfe man die Herkunft bzw. den Transport der Luftmassen verfolgen kann. Hier wird der Weg der Luftpakete durch die Atmosphäre ausgehend vom Immissionsort rückwärts verfolgt.

Die hier dargestellte Strömungssituation deutet darauf hin, dass die Luftpakete sich bei Ihrem Weg über das Land mit Vorläufersubstanzen anreichern konnten und im Zusammenhang mit den hoch-sommerlichen Wetterbedingungen waren damit ideale Bedingungen für die Bildung von Ozon vorhan-den.

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Die deutschlandweite Entwicklung der Belastung am 04. Juli 2014 zweistündlich bzw.- stündlich aktu-alisiert von 09:00 Uhr bis 19:00 Uhr zeigt Abbildung 73.

09:00 11:00 13:00

15:00 17:00

Legende Abbildung 71: Rückwärtstrajektorien

04.07.2014 00:00 Uhr Abbildung 72: Rückwärtstrajektorien 04.07.2014 18:00 Uhr

18:00 19:00

Die Karten wurden vom Um-weltbundesamt mit Daten der Messnetze der Länder und des Bundes erstellt. Sie dienen der orientierenden Information. Auf Grund der weiträumigen Be-trachtung ist eine kleinräumige Interpretation nicht zulässig.

Abbildung 73: Flächenhafte Darstellung der maximalen Einstundenmittelwerte Ozon am 04.07.2014 in Deutschland