Erfassung der Luftqualität

Die Luftqualität verändert sich je nach Ort und Zeit. Um den Zustand der Luftqualität und ihre Entwicklung zu verstehen, braucht es Messungen. Der Kanton Zürich führt seit vielen Jahrzehnten systematisch solche Messungen durch. Dafür arbeiteten wir heutzutage mit anderen Ostschweizer Kantonen und dem Fürstentum Liechtenstein in der Luftqualitätsüberwachung «Ostluft» zusammen.

Die gewonnenen Daten und Karten zur Luftbelastung zeigen, wie stark Mensch und Umwelt im Kanton Zürich durch Luftschadstoffe beeinträchtigt werden. Sie machen sichtbar, wie sich die Luftqualität langfristig entwickelt, wie wirksam Verbesserungsmassnahmen waren und wo wir heute bei der Luftbelastung stehen.

Luftverschmutzung

Luftverschmutzung entsteht durch den Ausstoss verschiedener gesundheits- und umweltschädlicher Schadstoffe. In der Atmosphäre werden sie je nach Wetterlage weiterverfrachtet, verdünnt oder zeitweise angereichert. Teilweise verändern sie sich dabei auch chemisch. So können auch neue, sogenannte «sekundäre» Schadstoffe entstehen – wie Ozon oder ein Teil des Feinstaubs.

Die Luftverschmutzung ist am stärksten im Umfeld ihrer Quelle, zum Beispiel an stark befahrenen Strassen. Weil Schadstoffe aber auch über weite Strecken transportiert werden und sich sekundäre Schadstoffe bilden können, wirkt sich Luftverschmutzung oft auch weiter entfernt von den eigentlichen Quellen aus.

Wie beurteilen wir die Luftqualität?

Wir beziehen uns hier bei der Beurteilung der Luftqualität auf die Langzeitbelastung durch verschiedene Schadstoffe. Dafür vergleichen wir Jahreswerte mit den gesetzlichen Grenzwerten der Schweizer Luftreinhalteverordnung sowie mit den gesundheitsbezogenen Richtwerten der Weltgesundheitsorganisation (WHO). Die Grundlage für den Vergleich sind Luftqualitäts-Messdaten und die aus Karten berechnete Bevölkerungsbelastung.

Grenzwerte: Rechtlich verbindlich. Werden sie überschritten, müssen die Kantone Massnahmenpläne aufstellen.

WHO-Richtwerte: Unverbindlich. Neuester wissenschaftlicher Stand zum Schutz der Gesundheit. Sie liegen meist deutlich tiefer als die gegenwärtigen Schweizer Grenzwerte.

Wie ist bei uns heutzutage die Luftqualität?

Wir leiten den gegenwärtigen Stand der Luftbelastung aus der Beurteilung der Luftqualitätsmesswerte und der durchschnittlichen Bevölkerungsbelastung der letzten drei Jahre ab.

• Stickstoffdioxid: Messwerte nur noch an wenigen, stark verkehrsbelasteten Orten über Grenzwert, entsprechend kleiner Anteil übermässig belasteter Bevölkerung. Nach WHO-Richtwert Messwerte in fast allen Quartieren ungesund hoch. Rund 90% der Bevölkerung ungesund belastet.

• Ozon: Flächendecken über Grenz- und WHO-Richtwert. Ganze Bevölkerung übermässig und ungesund belastet.
• Feinstaub PM10: Weder Grenz- noch WHO-Richtwerte in Messwerten überschritten. Nach Grenzwerten niemand übermässig belastet. Rund 2.5% der Bevölkerung gemäss WHO-Richtwert ungesund belastet.
• Feinstaub PM2.5: Messwerte praktisch überall unter Grenzwert. Nach WHO-Richtwert Messwerte überall ungesund hoch. Rund 2.6% der Bevölkerung übermässig oberhalb des Grenzwertes belastet. Ganze Bevölkerung nach WHO-Richtwert ungesund belastet.
• Stickstoffeinträge: In allen empfindlichen Ökosystemen über der kritischen Eintragsrate (den Grenzwerten gleichwertig). Daher langfristige Stabilität der Ökosysteme gefährdet.

Wie hat sich die Luftqualität entwickelt?

Im folgenden Abschnitt wird die Langzeitentwicklung der jahresbezogenen Luftqualitätsmesswerte ab 1995 sowie der Bevölkerungsbelastung im Kanton Zürich ab 2010 beschrieben.

• Stickstoffdioxid: Wenig Verbesserungen Anfang 2000er Jahre bis 2015, seither abnehmend. Durch den Rückgang seit 2015 hat sich die mittlere Bevölkerungsbelastung halbiert.
• Ozon: Werte schwanken durch Einfluss der Witterung von Jahr zu Jahr deutlich. Nur wenig Verbesserungen bei der typischen Spitzenbelastung. Leichte Abnahme der mittleren Sommertagbelastung auf dem Land, geringfügige Zunahme in der Stadt. Gleichbleibende mittlere Bevölkerungsbelastung.
• Feinstaub PM10: Abnehmend. Seit dem Jahr 2016 Grenzwert an keinem Messort mehr überschritten, seit 2023 WHO-Richtwert auch nicht mehr. Mittlere Bevölkerungsbelastung gegenüber 2015 um ein Viertel gesunken.
• Feinstaub PM2.5: Abnehmend. Seit dem Jahr 2023 Grenzwert (2018 eingeführt) an keinem Messort mehr überschritten. mittlere Bevölkerungsbelastung gegenüber 2015 um ein Viertel gesunken.
• Stickstoffeinträge: Schwanken durch Einfluss der Witterung von Jahr zu Jahr deutlich. Fast keine Verbesserungen seit Beginn der Messungen 2001 auszumachen.

Während die Bevölkerung im Kanton Zürich über die Jahre zugenommen hat, sind immer weniger Menschen Belastungen durch Feinstaub und Stickstoffdioxid oberhalb der Grenzwerte ausgesetzt. Heute ist fast niemand mehr von Jahresmittelgrenzwert-Überschreitungen betroffen.

Der Vergleich mit den WHO-Richtwerten zeichnet ein anders Bild. Die meisten Menschen im Kanton Zürich waren und sind ungesund durch Stickstoffdioxid belastet. Erst seit dem Jahr 2022 sinkt der Anteil etwas. Die gesamte Bevölkerung ist seit Jahrzehnten ungesund durch Feinstaub PM2.5 belastet. Die Ozonbelastung ist sowohl gemäss Grenz- als auch WHO-Richtwert anhaltend zu hoch. Immerhin: Seit einigen Jahren ist so gut wie niemand mehr zu hohen Belastungen durch Feinstaub PM10 ausgesetzt.

Folgen der Luftverschmutzung

Luftschadstoffe beeinträchtigen die Gesundheit, verkürzen die Lebenserwartung und schädigen Gebäude, landwirtschaftliche Kulturen und empfindliche Ökosysteme. Sie beeinflussen auch die menschengemachte Klimaerwärmung.

Gesundheitsfolgen

Besonders schädlich für die Gesundheit sind Feinstaub, Russ, Stickstoffdioxid und Ozon. Langzeitbelastung durch diese Schadstoffe erhöht das Risiko für Atemwegs- und Herz-Kreislauf-Erkrankungen. Vermutlich begünstigen sie auch weitere Gesundheitsfolgen wie Diabetes, Atemwegsallergien und niedriges Geburtsgewicht. Besonders gefährdet sind Kinder, ältere Menschen sowie Personen mit einer vorbestehenden Krankheit der Atemwege oder des Herz-Kreislaufsystems. Bei diesen kann sich der Gesundheitszustand auch aufgrund von kurzfristigen Veränderungen der Luftschadstoffbelastung verschlechtern.

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Umweltschädliche Stickstoffeinträge in empfindliche Ökosysteme

Zu viel Stickstoff entweicht in Form von Ammoniak und Stickoxiden in die Luft, wird über grössere Distanzen verfrachtet und gelangt so auch in Ökosysteme, die sehr empfindlich auf die Düngung mit Stickstoff reagieren (z.B. Wälder, Hoch- und Flachmoore, artenreiche Magerwiesen und -weiden). Fast überall werden die Belastungsgrenzen für den Stickstoffeintrag deutlich überschritten. Der natürliche Stickstoffkreislauf gerät dadurch aus dem Gleichgewicht.

Dies führt zu Bodenversauerung und Überdüngung. Die Artenvielfalt nimmt ab. In Wäldern vermindert sich das Wurzelwachstum der Bäume und sie werden anfälliger gegenüber Stürmen, Trockenheit und Schädlingen. Im Boden wird überschüssiger Stickstoff umgewandelt und kann anschliessend als Nitrat das Grund- und Oberflächenwasser belasten. Bei der Umwandlung entsteht auch das starke Treibhausgas Lachgas (N₂O).

In den typischen Konzentrationen ist Ammoniak in der Aussenluft nicht direkt gesundheitsschädlich. Indirekt belastet es jedoch die Gesundheit, weil es die Bildung von sekundärem Feinstaub fördert.

Kosten der Luftverschmutzung

Luftbelastung verursacht Umwelt- und Gesundheitsschäden und sie bewirkt eine verkürzte Lebenserwartung in der Bevölkerung. Damit verursacht Luftverschmutzung im Kanton Zürich erhebliche volkswirtschaftliche Kosten. Bei der Berechnung mit einer etablierten Methodik wird der Anteil der Luftbelastung an den auftretenden Schäden geschätzt. Diese Anteile werden dann mit festgelegten Kostensätzen in volkswirtschaftliche Kosten umgerechnet. Ein Teil der Kosten fällt real ins Gewicht. Einen wichtigen Teil der Kosten machen statistisch bestimmte, schwer messbare Folgen, z.B. die verlorenen Lebensjahre, aus.

Allein der Schaden durch Feinstaub PM2.5 bezifferte sich im Kanton Zürich um das Jahr 2022 auf rund 3.3 Milliarden Schweizer Franken. Verbesserungen der Luftqualität lohnen sich: So konnten im Jahr 2022 durch tiefere Feinstaubbelastung gegenüber 2015 volkswirtschaftliche Kosten im Umfang von fast 900 Millionen Franken vermieden werden. Die Hauptverursacher dieser Kosten sind Industrie, Verkehr, Haushalte, Landwirtschaft und der Dienstleistungssektor.