Stickoxide in Städten: Herkunft und Messung

Stickstoffdioxid ist der Schadstoff, der in Deutschland die längste juristische Spur gezogen hat, Fahrverbote in mehreren Städten gehen auf überschrittene NO₂-Grenzwerte zurück.

Woher es kommt

NO₂ entsteht bei Verbrennung unter hohem Druck und hoher Temperatur. Der Straßenverkehr ist in Städten die dominierende Quelle, unter den Fahrzeugtypen vor allem der Dieselmotor: Sein Verbrennungsprinzip erzeugt konstruktionsbedingt mehr Stickoxide als der Ottomotor, der dafür historisch mehr Kohlenmonoxid ausstieß.

Hinzu kommen Hausbrand, Industrie und Schifffahrt in Hafenstädten. Der Anteil verschiebt sich je Standort erheblich, weshalb sich von einer Stadt nicht auf die nächste schließen lässt.

Wie gemessen wird

Zwei Verfahren stehen nebeneinander. Automatische Messstationen erfassen kontinuierlich per Chemilumineszenz und liefern Stundenwerte. Passivsammler, kleine Röhrchen, die über Wochen exponiert werden, sind billiger und liefern nur Mittelwerte, erlauben aber ein dichteres Netz.

Der EU-Grenzwert liegt beim Jahresmittel bei 40 Mikrogramm pro Kubikmeter. Zusätzlich gilt ein Stundenwert von 200 µg/m³, der höchstens 18-mal im Jahr überschritten werden darf.

Der Streit um die Standorte

Die Platzierung entscheidet mit über das Ergebnis, und genau daran entzündete sich die Debatte. Die EU-Richtlinie schreibt vor, dass an Verkehrsschwerpunkten gemessen wird, also dort, wo die höchste Belastung zu erwarten ist, nicht im Mittel über die Stadt.

Kritiker hielten das für systematisch verzerrend. Eine Überprüfung durch die Physikalisch-Technische Bundesanstalt bestätigte 2019 die Messgenauigkeit der Stationen; einzelne Standorte lagen bei der Detailauslegung der Aufstellregeln im Grenzbereich, ohne dass sich am Gesamtbild etwas änderte.

Sachlich lässt sich beides sagen: Die Werte an verkehrsnahen Stationen sind korrekt gemessen, und sie sind nicht repräsentativ für die Belastung im gesamten Stadtgebiet. Beides ist so gewollt. Der Grenzwert schützt Menschen, die an genau solchen Straßen wohnen.

Wohin sich die Werte bewegt haben

Die Belastung ist seit Mitte der 2010er Jahre deutlich zurückgegangen. Mehrere Faktoren wirkten zusammen: Software-Updates und Hardware-Nachrüstungen an Dieselfahrzeugen, der wachsende Anteil von Euro-6d-Fahrzeugen mit funktionierender Abgasnachbehandlung, streckenweise Fahrverbote und ein sinkender Diesel-Anteil bei Neuzulassungen.

Die WHO hat ihre Empfehlung 2021 auf 10 µg/m³ im Jahresmittel gesenkt — deutlich unter dem geltenden EU-Grenzwert. Die überarbeitete EU-Luftqualitätsrichtlinie nähert sich diesem Wert schrittweise an, mit Zielmarke 2030. Gemessen daran ist die Entlastung real, aber der Maßstab ist strenger geworden.

Wie NO₂ mit Feinstaub zusammenhängt

Beide Schadstoffe stammen teilweise aus denselben Quellen, verhalten sich aber unterschiedlich. Stickstoffdioxid ist ein Gas mit ausgeprägtem lokalem Gradienten: Die Konzentration fällt innerhalb weniger Dutzend Meter von der Straße deutlich ab. Feinstaub verteilt sich großräumiger und wird über weite Strecken transportiert.

Für die Messpraxis heißt das: Eine NO₂-Überschreitung ist fast immer ein lokales Problem mit lokaler Ursache. Eine Feinstaub-Überschreitung kann dagegen von einer Wetterlage oder einem Ferntransport herrühren, ohne dass sich vor Ort etwas geändert hat.

Es gibt zudem einen chemischen Zusammenhang: Ein Teil des Feinstaubs entsteht sekundär in der Atmosphäre aus gasförmigen Vorläufern, darunter Stickoxide. Eine Reduktion der Stickoxide senkt deshalb mittelbar auch die Feinstaubbelastung. Ein Effekt, der in der reinen Betrachtung der Auspuffemissionen untergeht.

Was die Fahrverbote gebracht haben

Die Wirkung war messbar, aber kleiner als die Debatte vermuten ließ. Die Rückgänge in den betroffenen Städten setzten überwiegend vor Inkrafttreten der Verbote ein, getragen von Flottenerneuerung und Software-Updates. Mehrere Städte hoben die Beschränkungen nach wenigen Jahren wieder auf, weil die Werte dauerhaft unter dem Grenzwert lagen.

Was im Innenraum passiert

Stickstoffdioxid entsteht nicht nur im Verkehr. Gasherde und -thermen setzen es direkt in der Wohnung frei, und die Konzentrationen beim Kochen übersteigen kurzzeitig regelmäßig die Werte an einer Hauptverkehrsstraße.

Der Unterschied liegt in der Dauer. Draußen ist die Belastung niedriger, aber dauerhaft; drinnen ist sie hoch, aber kurz. Für die Jahresmittelbetrachtung, an der sich die Grenzwerte orientieren, wiegt das Erste schwerer.

Praktisch heißt das: Wer mit Gas kocht, sollte die Dunstabzugshaube nach außen führen und nicht im Umluftbetrieb betreiben. Ein Aktivkohlefilter hält Gerüche zurück, Stickoxide nicht.

Wie es weitergeht

Die überarbeitete EU-Luftqualitätsrichtlinie senkt den Jahresgrenzwert für NO₂ bis 2030 deutlich in Richtung der WHO-Empfehlung von 10 µg/m³. Städte, die heute komfortabel unter 40 liegen, kommen damit erneut in den kritischen Bereich.

Die einfachen Maßnahmen sind dabei ausgereizt. Die Flottenerneuerung hat den größten Teil der Entlastung bereits geliefert, und der verbleibende Anteil verteilt sich auf viele kleine Quellen.

Was übrig bleibt, sind Eingriffe in die Verkehrsmenge selbst statt in die Fahrzeugtechnik, also genau die Debatte, die mit den Fahrverboten begonnen hatte und mit deren Aufhebung nicht beendet war.