Stickstoffoxide

Stickstoffoxide oder Stickoxide sind ein Sammelbegriff für gasförmige Verbindungen, die aus den chemischen Elementen Stickstoff (N) und Sauerstoff (O) bestehen. Bei der Betrachtung der Luftqualität sind vor allem die Verbindungen Stickstoffdioxid (NO₂) und Stickstoffmonoxid (NO) relevant. Sie werden als NO_X zusammengefasst.

Die Stickstoffoxide NO und NO₂ entstehen vor allem bei Verbrennungsprozessen. Daher sind Hauptquellen Verbrennungsmotoren und Feuerungsanlagen für Kohle, Gas, Öl, Holz und Abfälle. Der Straßenverkehr ist in Städten die bedeutendste Stickstoffoxidquelle.

Verbrennungsprozesse setzen vor allem Stickstoffmonoxid frei. Dieses reagiert in der Außenluft schnell mit Sauerstoff (O₂) zu Stickstoffdioxid.

Natürliche Emissionen von Stickstoffoxiden entstehen zum Beispiel durch Blitze, bakterielle Prozesse im Boden oder Vulkanausbrüche.

Stickstoffdioxid ist ein Reizgas, das Augenreizungen verursachen und tief in die Lunge eindringen kann. Dort kann es zu Reizungen der Schleimhäute und Entzündungen führen.

Als Kurzzeitwirkungen werden in verschiedenen Studien Zusammenhänge zwischen einer Erhöhung der NO₂-Belastung und einer Zunahme der Gesamtsterblichkeit, der Herz-Kreislauf-bedingten Sterblichkeit, der Krankenhausaufnahmen und Notfallkonsultationen aufgrund von Atemwegserkrankungen und Asthma sowie der Krankenhausaufnahmen aufgrund chronischer Bronchitis genannt. Insbesondere bei vorerkrankten Menschen (zum Beispiel mit Asthma oder Allergien) kann eine kurzfristige NO₂-Belastung zu einer Verschlechterung der Lungenfunktion führen.

Studien zu Langzeitwirkungen von Stickstoffdioxid weisen darauf hin, dass dieses langfristig gesundheitsschädigend auf den Atemweg, das Herz-Kreislaufsystem und den Stoffwechsel wirken kann. Diese Erkenntnisse sind bisher nicht eindeutig auf die Einzelwirkung von Stickstoffdioxid zurückzuführen, da sich die gesundheitlichen Effekte nur schwer von den Wirkungen anderer Luftschadstoffe abgrenzen lassen.

Stickstoffoxide sind Vorläuferstoffe von Ozon und Feinstaub. Auch diese Luftschadstoffe haben eine schädigende Wirkung auf die menschliche Gesundheit.

In Brandenburg wird seit den 1990er Jahren ein abnehmender Trend der Stickstoffdioxid-Belastung beobachtet. Der Grenzwert von 40 Mikrogramm pro Kubikmeter (µg/m³) im Jahresmittel wird in Brandenburg seit 2017 eingehalten. Die letzte Grenzwertüberschreitung trat in der Potsdamer Zeppelinstraße im Jahr 2016 auf.

Deutlich erkennbar ist der abnehmende Trend an den verkehrsbezogenen Messstellen in den größeren Städten Brandenburgs (Abbildung 1), insbesondere dort, wo im Rahmen von Luftreinhalteplänen Maßnahmen zur Regulierung des Straßenverkehrs ergriffen wurden. Auch der zunehmende Einsatz von Abgasminderungstechnik und die Änderung der Zusammensetzung der Fahrzeugflotte spielt bei der Abnahme der NO₂-Immissionen eine bedeutende Rolle.

Ein leichter Rückgang der NO₂-Immissionen seit den 1990er Jahren lässt sich auch an den Jahresmittelwerten der Messstellen im städtischen, vorstädtischen und ländlichen Hintergrund erkennen (Abbildung 2). Im städtischen Hintergrund zum Beispiel sank die NO₂-Belastung im landesweiten Mittel von 24 µg/m³ im Jahr 1993 auf 11 µg/m³ im Jahr 2022.

Die 39. Verordnung zur Durchführung des Bundes-Immissionsschutzgesetzes (39. BImSchV) gibt Grenzwerte für Stickstoffdioxid und Stickstoffoxide vor.

Zum Schutz der menschlichen Gesundheit liegt der Grenzwert für Stickstoffdioxid bei 40 Mikrogramm pro Kubikmeter (µg/m³) für den Jahresmittelwert. Zudem darf der Grenzwert von 200 µg/m³ als Einstundenmittelwert nicht öfter als 18-mal jährlich überschritten werden. Als Alarmschwelle ist für Stickstoffdioxid ein Einstundenmittelwert von 400 µg/m³, der an drei aufeinander folgenden Stunden gemessen wird, festgelegt.

Für Stickstoffoxide gilt zum Schutz der Vegetation ein kritischer Wert von 30 µg/m³ verglichen mit dem Jahresmittelwert.