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Umweltatlas Berlin

03.01 Schwefeldioxid - Emissionen und Immissionen (Ausgabe 1994)

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Problemstellung

Wirkung von Schwefeldioxid

Schwefeldioxid (SO2) ist ein farbloses, in hohen Konzentrationen stechend riechendes Gas. Es entsteht bei der Verbrennung fossiler Brennstoffe wie Kohle und Erdöl. Außerdem fällt es bei der Verhüttung von Erzen an und wird vielfach in industriellen Prozessen verwendet.

In der Atmosphäre wird es mit einer Geschwindigkeit von der Größenordnung ein Prozent pro Stunde in Schwefeltrioxid und später in Schwefelsäure und Sulfatpartikel umgewandelt.

Schwefeldioxid beeinträchtigt die menschliche Gesundheit. Aufgrund seiner leichten Löslichkeit wirkt es vor allem auf die Schleimhäute der Augen und der oberen Atemwege (vgl. Kühling 1986). Bei hoher Konzentration oder intensiver Atmung kann es zu Auswirkungen auf die tiefen Atemwege kommen (vgl. BMUNR 1987). Asthmatiker sind dabei gegenüber Gesunden einem deutlich höheren gesundheitlichen Risiko ausgesetzt (vgl. Nowak et al. 1994).

Auf Pflanzen wirkt SO2 in komplexer Weise. Direkte Schäden entstehen an Blättern und Nadeln über die gasförmige oder wässrige Phase. Indirekte Schäden werden über Sulfateinträge in den Boden bewirkt, die zu Nährstoffmangel und Säurestreß führen. In Waldökosystemen sind vielfältige Wirkungen von SO2 und dessen Folgeprodukten bekannt, insbesondere auf Veränderungen der abiotischen und biotischen Bodenverhältnisse. Dies betrifft beispielsweise auch die Versauerung von Gewässern. Ferner führt SO2 zu Schäden an Materialien und Bauwerken.

Grenzwerte

Das Gas kann mit verschiedenen Methoden gut gemessen werden und gilt seit Jahren als Leitkomponente für die Verschmutzung der Luft mit Feuerungsabgasen. Aus diesen Gründen wurden schon früh Grenzwerte für die Belastung der Luft mit Schwefeldioxid festgelegt, und es wurde versucht, seine Konzentration in der Luft zu vermindern.

Bereits die erste Technische Anleitung zur Reinhaltung der Luft (TA-Luft) aus dem Jahre 1964 enthält für Schwefeldioxid Immissionswerte für die Langzeitbelastung (Jahresmittelwert) von 400 µg/m³ und für die Kurzzeitbelastung (97,5 %-Summenwert aller Halbstundenwerte eines Jahres) von 750 µg/m³.

In Deutschland gelten zur Zeit die Immissionswerte der TA-Luft aus dem Jahr 1986 und die Grenzwerte der EG-Richtlinie 80/779/EWG von 1980, zuletzt geändert durch die Richtlinie 89/427/EWG. Diese wurde mit der 22. Verordnung zur Durchführung des Bundes-Immissionsschutzgesetzes 1993 in nationales Recht überführt.

Zur langfristigen Sicherung der Leistungsfähigkeit des Naturhaushaltes müssen Immissionswerte eingehalten werden, die die Empfindlichkeit von Ökosystemen berücksichtigen. So bewirkt der Filtereffekt durch die Oberflächenstruktur von Wäldern eine hohe Schadstoffeinwirkung und -akkumulation. Mit dem Schadgas Schwefeldioxid und seinem Folgeprodukt Sulfat sind entsprechend vielfältige Wirkungen auf Waldökosysteme verbunden. Die seit Anfang der 80er Jahre auf internationaler Ebene intensiv betriebene Waldschadensforschung hat auf dem Gebiet der Immissionswirkungen ganz neue Erkenntnisse geliefert, die zu sehr kritischer Grenzwertfestlegung führten.

Grenzwerte, bei deren Einhaltung keine Veränderungen in Struktur und Funktion von Ökosystemen zu erwarten sind, wurden von der UN-ECE 1988 aufgestellt (critical levels, critical loads). Die Bundesrepublik Deutschland gehört zu den Erstunterzeichnern und Mitinitiatoren des Übereinkommens und hat die Beschlüsse über neue Strategien in der europäischen Luftreinhaltung ratifiziert.

Hinsichtlich der von Luftverunreinigungen und deren Ablagerungen betroffenen Wälder kann jedoch nicht von einer Entwarnung gesprochen werden. Der Eintrag von Schwefel beträgt etwa das 4-fache der Werte, die nach heutigen Erkenntnissen für den dauerhaften Erhalt der Wälder in Berlin akzeptabel wären.

Darüberhinaus kann die eigentlich positive Verringerung der Staubbelastung im Großraum Berlin negative Auswirkungen auf die Wälder zur Folge haben. Denn die alkalischen Stäube haben in der Vergangenheit die säurebildenden Schadgase (SO2, NOx) neutralisieren können. Der "saure Regen" - bisher in Berlin kein gravierendes Problem - könnte auf diese Weise in der Zukunft zu einer Gefahr für die Wälder werden. Erste Ergebnisse aus kontinuierlichen Analysen des Niederschlages scheinen diese Erwartungen zu bestätigen.

Die EG-Richtlinie bzw. die entsprechende 22. BImSchV schreiben vor, daß der Schwefeldioxidgehalt der Luft den 98 %-Wert von 250 µg/m³ bzw. 350 µg/m³ an nicht mehr als drei Tagen hintereinander überschreiten darf (vgl. Tab. 1). Diese Bedingung wurde bis 1991 in Berlin fast in jedem Jahr bei austauscharmen Wetterlagen überschritten. Zusätzlich gibt es in den genannten Vorschriften spezielle Grenzwerte für die Schwefeldioxid-Konzentration im Winter, die in den letzten Jahren stets eingehalten wurden.

Tabelle 1
Tab. 1: Grenz-, Richtwerte und Empfehlungen zur Immission von Schwefeldioxid und Schwebstaub in der Luft

Excel
[Die Tabelle liegt auch im Excel-Format vor (MS-Excel wird benötigt).]

Überschreitungen der Immissionswerte der TA-Luft bzw. der 22. BImSchV ziehen Maßnahmen an Anlagen nach sich, die als Verursacher identifiziert werden. Wenn die Überschreitung nicht einem speziellen Verursacher zugeordnet werden kann, müssen die zuständigen Behörden einen Luftreinhalteplan aufstellen und bei der Genehmigung neuer Anlagen verschärfte Anforderungen bezüglich der zulässigen Emissionen stellen.

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