Es fliegt was in der Luft

Der Stoff, aus dem der Smog entsteht

Einer der häufigsten Luftschadstoffe ist Feinstaub, ein Gemisch aus festen und flüssigen Partikeln in der Luft, das für das bloße Auge unsichtbar ist, aber starke gesundheitliche Schäden verursachen kann. Es werden zwei Größen unterschieden: PM 10 mit Teilchengrößen von bis zu 10 Mikrometern und PM 2,5 mit Teilchengrößen bis zu 2,5 Mikrometern je Kubikmeter Luft. Feinstaub ist das, was man vor allem im Winter als Smog in großen Städten sehen kann. Traurige Berühmtheit erlangte der Londoner Smog. Im Dezember 1952 war er besonders dicht und forderte als „The Great Smog of London“ innerhalb einer Woche 4.000 Tote. Das Ereignis löste in der Folgezeit verstärkte Forschung über das Phänomen und die damit verbundenen Gesundheitsrisiken aus.

Feinstaub ist ein Zivilisations-Schadstoff: Er entsteht durch Kaminöfen, offene Kamine und Heizsysteme, Autoabgase und den Abrieb von Reifen und Bremsen. Auch die Industrie hat ihren Anteil daran. Feinstaub bildet sich bei der Verbrennung fossiler Energien, bei der Metallverarbeitung und bei der Zementherstellung. Die winzigen Partikel bestehen etwa aus Ruß – unvollständig oxidierten organischen Materialien –, Mineralstaub, Metallen, Nitraten oder Sulfaten. Unabhängig von der genauen Zusammensetzung führt Feinstaub zu gesundheitlichen Schäden, weil die winzigen Partikel in die Atemwege gelangen und bis zu den Lungen, Bronchien und Lungenbläschen vordringen können. Die kleineren Partikel (PM 2,5) sind gefährlicher, weil sie tiefer in die Lunge eindringen können. Sind Menschen langfristig Feinstaub ausgesetzt, steigt ihr Risiko für Erkrankungen der Atemwege wie Asthma, Bronchitis und Lungenkrebs. Aber auch Beeinträchtigungen des Herz-Kreislaufsystems sind möglich. Feinstaub kann überdies Diabetes begünstigen oder das Entwickeln einer Demenz.

Weil in ärmeren Ländern Müll häufig offen verbrannt wird sowie Holz und Kohle zum Kochen verwendet werden, ist die Feinstaubbelastung in den Metropolen dort besonders hoch. Nach Schätzungen der Weltgesundheitsorganisation WHO sinkt die Lebenserwartung im globalen Durchschnitt um circa 2,2 Jahre durch die Feinstaubbelastung. In besonders stark strapazierten Regionen in Indien, Pakistan und Bangladesch führt der Feinstaub sogar zu einer Verringerung der Lebenserwartung um fünf bis acht Jahre. Für Deutschland verkürzt sich die Lebenserwartung durch Feinstaub im Durchschnitt „nur“ um sechs bis zwölf Monate.

Die Metropole mit der höchsten Feinstaubbelastung weltweit ist heute Neu-Delhi. Das Aufkommen kleiner Feinstaubpartikel (PM 2,5) liegt dort im Jahresdurchschnitt bei 95 Milligramm je Kubikmeter Luft. Zum Vergleich: In Deutschland ist Berlin die Stadt mit der höchsten Belastung: 14 Milligramm je Kubikmeter. Die Weltgesundheitsorganisation WHO empfiehlt einen Grenzwert von 5 Milligramm. In der EU liegt der Grenzwert bei 25 Milligramm. Ab 2030 soll eine Obergrenze von 10 Milligramm je Kubikmeter gelten.

Stickstoffdioxid – sekundärer Feinstaub

Auch die Konzentration von Stickstoffdioxid (NO₂) ist da am höchsten, wo viele Menschen zusammenleben, wo es große Industrieanlagen und viel Verkehr gibt. Das giftige Gas entsteht vor allem in Diesel- und Benzinmotoren, bei der Verbrennung von Kohle und Gas im Kraftwerk und beim Betrieb älterer Ölheizungen oder Holzöfen. Besonders hoch sind die Werte in Shanghai, Moskau, Teheran, Sankt Petersburg und Peking. Die WHO empfiehlt einen Grenzwert von 10 Mikrogramm pro Kubikmeter, in der EU liegt der Grenzwert bei 40 Mikrogramm. In den oben genannten Städten erreicht der durchschnittliche Stickstoffdioxidwert etwa die Höhe des Grenzwertes.

Die gesundheitlichen Folgen sind ähnlich wie bei denen des Feinstaubs. Denn ein hoher Stickstoffdioxidwert trägt auch zur Bildung von Feinstaub bei. In der Atmosphäre können sich gasförmige Stickstoffoxide in chemischen Prozessen mit anderen Schadstoffen zu feinen Partikeln verbinden. Dieser Prozess heißt sekundäre Feinstaubbildung. Der Luftschadstoff kann zu Asthma und chronischer Bronchitis führen und besonders bei Kindern, älteren Menschen und bei Kranken zu einer Verringerung der Lungenfunktion führen. Außerdem beeinträchtigt er die Natur, weil wertvolle, nährstoffarme Ökosysteme durch ihn unbeabsichtigt überdüngt werden (siehe Abschnitt Ammoniak).

Schwefeldioxid und das Waldsterben

Schwefeldioxid (SO₂) entsteht bei der Verbrennung von Kohle, Öl und Erdgas und bei der Metallverhüttung. Bei Menschen kann es Husten, Atemnot und Bronchitis auslösen. Besonders gravierend waren die Auswirkungen speziell in Deutschland für die Natur: In den Mittelgebirgen, vor allem im Schwarzwald, im Harz und im Erzgebirge starben Anfang der 1980er-Jahre große Bestände von Fichten ab. Man sprach vom „Waldsterben”.

Zum Großteil führte Schwefeldioxid, das in Form von saurem Regen über den Waldflächen niederging, zum Absterben der Bäume. Der Zusammenhang war wissenschaftlich schnell hergestellt. Dass Schwefeldioxid ein gesundheits- und umweltschädigender Stoff war, wusste man schon lange. Die Sorge um den Wald, die von den Medien vielfach verbreiteten apokalyptischen Bilder der toten Bäume, befeuerte die Umweltbewegung und 1982 den Einzug der Grünen in den Bundestag.

Um die hohe Belastung in der Nähe von Städten zu verringern, bauten Kraftwerke und Industrieanlagen in den 1960er-Jahren bis zu 300 Meter hohe Schornsteine. Die Luftqualität etwa im Ruhrgebiet verbesserte sich dadurch tatsächlich deutlich. An der Menge der ausgestoßenen Schadstoffe änderte sich aber nichts. Die wurden jetzt in größerer Höhe zum Teil Hunderte Kilometer weit durch die Luft in andere Gebiete transportiert, wo sie dann das Waldsterben auslösten.

Tote Bäume lösen starke Emotionen aus. Sie machen den Zusammenhang zwischen Umweltverschmutzung und ihren Folgen plakativ sichtbar. Wegen des öffentlichen Aufschreis kam es in der Folgezeit zu einer Reihe von Verschärfungen des Umweltrechts: 1983 wurde das Bundesumweltministerium gegründet. Das Emissionsschutzgesetz sah nun schärfere Grenzwerte vor für Schwefeldioxid, Stickoxide und Staub. Außerdem mussten Kraftwerke Rauchgasentschwefelungsanlagen installieren. In der Folgezeit wurden auch Katalysatoren für Autos eingeführt und vorgeschrieben. Sie tragen zur Reduzierung verschiedener Luftschadstoffe bei, allerdings nicht von Schwefeldioxid. Trotzdem passte die Einführung der Katalysatoren gut zum allgemeinen Zeitgeist und dem angesichts der Horrorbilder vorübergehend erstarkten Umweltbewusstsein.

Ammoniak aus dem Schweinestall

Auch Ammoniak (NH₃) ist ein Luftschadstoff, der vor allem Folgen für die Umwelt hat. Er entsteht in der Landwirtschaft als Abfallprodukt der Tierhaltung: Kot und Harn von Rindern, Schweinen und Hühnern enthalten Harnstoff, der durch Mist- und Güllebakterien in Ammoniak umgewandelt wird. An Orten mit intensiver Tierhaltung fällt entsprechend viel Gülle mit Ammoniak an. In einer idealen Welt, in der es keine hohe Konzentration von Tierbeständen auf engem Raum gäbe, wären im Umfeld genügend Felder vorhanden, die Gülle und Mist als Dünger zum besseren Pflanzenwachstum aufnehmen könnten. In der Realität aber gibt es Regionen mit zu viel Gülle für zu wenig Flächen. In der Folge landet zu viel davon auf den Feldern und anschließend in der Luft.

Im Landkreis Vechta und in Cloppenburg ist die Ammoniakbelastung mit 15 beziehungsweise 11 Tonnen je Quadratkilometer deutschlandweit am höchsten. Beide Orte bilden gemeinsam das Hauptzentrum der intensiven Tierhaltung in Deutschland. Vor allem bei der Gülleausbringung, bei offen liegenden Güllelagern und bei offenen Ställen können größere Mengen Ammoniak in die Luft geraten, die – ähnlich wie andere Stickstoffverbindungen – große Schäden in Naturschutzgebieten verursachen: Ammoniak ist der Grundstoff vieler Dünger. In der Luft gelöst, kann er weite Strecken zurücklegen und in seltenen, nährstoffarmen Ökosystemen wie Magerrasen, Trockenrasen, Niedermooren oder Heiden niedergehen. Dort düngt er dann den Boden und trägt dazu bei, dass konkurrenzstärkere Pflanzen konkurrenzschwache, seltene Pflanzen verdrängen, die perfekt an die mageren Standorte angepasst waren.

Was getan wird und was nicht

Es ist wie fast immer bei von Menschen verursachten Problemen. Verbesserungen oder Lösungen sind möglich – wenn der politische Wille vorhanden ist.

Bei den Stickstoffdioxiden zum Beispiel ging die Belastung in Deutschland von 1990 bis 2022 um 67 Prozent zurück. Das liegt größtenteils an strengeren Vorschriften für Autos, die durch die Einführung von Euronormen, Katalysatoren und Partikelfiltern deutlich sauberer geworden sind. Aber auch der Zusammenbruch der DDR und anderer sozialistischer Staaten um den Zeitraum 1989/1990 hat zu den Verbesserungen beigetragen, weil viele alte Industrieanlagen und Kraftwerke mit entsprechend hoher Schadstofflast entweder stillgelegt oder modernisiert wurden. Ausschließlich freiwillig sind die Verbesserungen aber nicht erzielt worden: In vielen Städten wurden die zulässigen und verbindlichen EU-Grenzwerte noch bis vor wenigen Jahren regelmäßig überschritten, ohne dass die Politik einen dringenden Anlass zum Handeln sah. Vielleicht auch deshalb, weil erhöhte Werte an einer Messstation weniger sichtbar und weniger emotional sind, als abgestorbene Bäume.

Die Deutsche Umwelthilfe (DUH) hat seit 2018 in 40 Städten auf die Einhaltung der Grenzwerte geklagt. Mit Erfolg: An besonders stark betroffenen Straßen in München, Stuttgart und Darmstadt wurden zum Beispiel Dieselfahrverbote erlassen. Andere Städte haben mit der DUH Vergleiche geschlossen und selbst strengere Maßnahmen zur Einhaltung der Grenzwerte ergriffen. Das Umweltbundesamt meldete Anfang 2025, dass der Jahresmittelgrenzwert von 40 Mikrogramm pro Kubikmeter Luft für Stickstoffdioxid im Jahr 2024 erstmalig an allen rund 600 Messstationen des Landes eingehalten worden sei.

Bei der Belastung mit Schwefeldioxid war der politische Wille zu einer Verbesserung nach dem Waldsterben-Schock in den 1980er-Jahren besonders groß: In Westdeutschland ging die Belastung von 3,164 Millionen Tonnen (1980) auf 0,88 Millionen Tonnen (1990) zurück. Die gewaltige Reduzierung um 72 Prozent wurde unter anderem dadurch erreicht, dass Kraftwerke und Industrieanlagen in der Großfeuerungsanlagenverordnung (1983) zur drastischen Reduzierung von Schwefeldioxid gezwungen wurden.

Bei anderen Schadstoffen, von denen eher keine akute Gefährdung für den Menschen ausgeht, fallen die Ergebnisse deutlich bescheidener aus: Bei Ammoniak ist die Schadstoffbelastung in den vergangenen 30 Jahren nur um 21 Prozent zurückgegangen. Möglichkeiten, das zu ändern, gäbe es durchaus. Zum Beispiel strengere Auflagen für Landwirte bis hin zur Reduzierung der Tierbestände in besonders stark betroffenen Gebieten. Weil das gesellschaftlich aber nicht gewünscht ist, ändert sich an der hohen Belastung eher wenig. Dabei hilft auch die aktuelle Gesetzgebung: Nach einer EU-Richtlinie muss Deutschland seine landesweiten Ammoniak-Belastungen im Vergleich zu 2005 bis 2029 zwar um fünf Prozent senken – und hinkt bei der Umsetzung stark hinter dem Zeitplan her –, verbindliche Obergrenzen für zulässige Ammoniak-Höchstwerte gibt es aber nicht.

Nach einem aktuellen Urteil des Oberverwaltungsgerichts Berlin-Brandenburg ist das Nationale Luftreinhalteprogramm der Bundesregierung rechtswidrig, unter anderem, weil es die verbindliche Ammoniak-Reduzierung nicht sicherstellt. Nach EU-Recht darf sich der ökologische Zustand wertvoller FFH-Schutzgebiete nicht verschlechtern. Durch die hohen Ammoniak-Einträge wird diese Vorgabe in Deutschland regelmäßig unterlaufen.

Saubere Luft genießen

Wer auf der Suche nach besonders guter, sauberer Luft ist, sollte Bereiche mit intensiver Tierhaltung also eher meiden. Genauso wie Orte mit großen Industrieanlagen oder große Städte mit einer hohen Verkehrsdichte. Gesund durchatmen kann man am ehesten an der Küste, in den Bergen oder an Orten, die von viel Grün umgeben sind und deshalb Feinstaub besonders gut aus der Luft filtern können. Nach Angaben der Europäischen Umweltagentur (EEA) ist die Luft in Kiel am besten (Feinstaubbelastung mit 6,9 Milligramm je Kubikmeter am geringsten). Es folgen die Städte Göttingen (7,3), Lübeck (7,4) und Freiburg im Breisgau mit 7,9 Milligramm je Kubikmeter.

Im weltweiten Ranking liegen Gegenden wie Tasmanien, die Südinsel Neuseelands, Island (trotz Vulkanaktivität) und abgelegene Regionen Skandinaviens oder Kanadas vorne. Schlusslichter sind die Bevölkerungszentren Südostasiens und Ostasiens etwa Neu-Delhi, Lahore, Dhaka, Kathmandu, Peking sowie die afrikanischen Metropolen wie Kairo oder Lagos. //