Beim Verbrennen von fossilen Treib- und Brennstoffen zur Gewinnung von Wärme oder Antriebsenergie entstehen neben grossen Mengen von CO₂ auch erhebliche Mengen an Luftschadstoffen wie Stickoxide (NO_x), Feinstaub (PM10, PM2.5) und Russ (eBC). Gewisse Schadstoffe werden aber auch ausgestossen, wenn erneuerbare Brenn- und Treibstoffe wie Biogas und Holz verbrannt werden.

Fortschritt dank verbesserter und neuer Technologien

Durch die konsequente und kombinierte Anwendung von effizienter Verbrennungstechnologie und moderner Abgasnachbehandlung konnten in der Vergangenheit in Sachen Schadstoffemissionen grosse Fortschritte erzielt werden. Diese fortlaufende technische Entwicklung wird auch in Zukunft noch Schadstoffreduktionen erlauben.

Die Energiewende und die Massnahmen zum Erreichen der Klimaziele werden die Nutzung von fossiler Energie zusätzlich stark reduzieren. Die voranschreitende Elektrifizierung im Personen- und Gütertransport, aber auch in der Gewinnung von Wärme durch Einsatz von Wärmepumpen und Sonnenenergie wird dazu beitragen, dass die Verbrennungstechnologie sukzessive ersetzt und die Schadstofffracht deutlich gesenkt werden.

Schadstoffemissionen aus Industrie und Gewerbe belasten die Luftqualität und verursachen Geruch und Staub

Industrie und Gewerbe bringen erhebliche Schadstofffrachten in den Bereichen Flüchtige organisch Stoffe (NMVOC), Feinstaub (PM10, PM2.5) und Schwefeldioxid (SO₂) mit sich. Ihre Anteile an den NO_x-, SO₂- und CO₂-Gesamtfrachten werden in den nächsten zehn Jahren deutlich zunehmen. Die Industrie ist damit ein wichtiger Treiber der gesundheitlichen Belastung durch die sommerliche Ozonbildung.
 

Zu viel Stickstoff im Umlauf

Der natürliche Stickstoffkreislauf ist durch die landwirtschaftliche Tierhaltung, den intensiven Einsatz von Kunstdüngern und die Verbrennung von Brenn- und Treibstoffen aus dem Gleichgewicht geraten. Zu hohe Mengen an Stickstoff gelangen deshalb in Form von Ammoniak und Stickoxiden in die Luft, werden verfrachtet und gelangen so auch in Ökosysteme, die sehr empfindlich auf die Düngung mit Stickstoff reagieren. Die Belastungsgrenzwerte für den Stickstoffeintrag in empfindliche Ökosysteme werden vielerorts deutlich überschritten. 
 

Auswirkungen auf Lebensräume, Boden, Wasser, Luft und Klima

Zu hohe Stickstoffeinträge führen zu Bodenversauerung und Überdüngung empfindlicher Ökosysteme. In Lebensräumen wie Magerwiesen oder Mooren nimmt durch den Stickstoffeintrag die Artenvielfalt ab. In Wäldern vermindert sich das Wurzelwachstum der Bäume, so dass diese anfälliger gegenüber Stürmen, Trockenheit und Schädlingen werden.
 

Herkunft der Ammoniakemissionen

Rund zwei Drittel des Stickstoffeintrags fällt in Form von Ammoniak an, das zu über 90 Prozent aus Emissionen der Land- und Forstwirtschaft stammt. Die Emissionen sind als Verluste im Stickstoffkreislauf zu verstehen. Sie fallen im Wesentlichen in vier Bereichen an: Die grössten Emissionen kommen aus der Ausbringung von Hofdünger. Ein vergleichbar grosser Teil kommt von den Emissionen aus und rund um die Ställe (Auslauf), gefolgt von der Hofdüngerlagerung und schliesslich der Weidehaltung. Je nach Art und Menge von Betrieben und Nutzflächen können die Anteile der unterschiedlichen Quellen für Verluste deutlich variieren.

Emissionsmindernde Technik für Gülleverteilung

Bei der Hofdüngerausbringung liegt das grösste Reduktionspotential bei der emissionsarmen Verteilung auf die bedüngten Flächen. Mit dem Schleppschlauch kann der Ammoniakverlust um 30-35 Prozent vermindert werden, mit dem Schleppschuh sind es 30-60 Prozent und mit dem Gülledrill sind es gar 70 Prozent weniger Ammoniak, die verloren gehen. Eine weitere Reduktion erreicht man durch direkte Einbringung des Hofdüngers in den Boden mit Schlitzdrillverfahren.
 

Weniger Verluste bei Lagerung von Hofdünger

Die Abdeckung der Güllelager bringt mit bis zu 80 Prozent den grössten Reduktionsbeitrag bei der Lagerung von Hofdünger. Auch die Ansäuerung und Verdünnung der Gülle sind betriebliche Massnahmen, die zur Verringerung der Ammoniakverluste beitragen.
 

Massnahmen im Stall

In offenen und halboffenen Ställen sind Massnahmen zur Verringerung oder schnellen Reinigung der mit Kot und Urin verschmutzen Flächen am effizientesten. Beim Rindvieh sind dies als Beispiel Fressstände mit Trennbügeln und geneigte Laufgänge mit einer Reinigungsvorrichtung. Bei weitgehend geschlossenen Geflügel- und Schweineställen können Abluftreinigungsanlagen wie beispielsweise saure Wäscher oder Biofilter eingesetzt werden.
 

Weiter bringt die optimierte, eiweissangepasste Fütterung, bedarfsgerechte Fütterung der Tiere eine gute Wirkung bei der Verringerung der Ammoniakemissionen, besonders bei der Schweinehaltung.

Massnahmen des Kantons Zürich zur Reduktion der Stickstoffemissionen

Der Kanton Zürich setzt sich für Massnahmen zur Minderung der Emissionen aus der Landwirtschaft ein, z.B. mit

• der Beteiligung an einer nationalen Beratungsplattform «Drehscheibe Ammoniak» sowie
• der Vorbereitung von verbindlichem Schleppschlaucheinsatz und Güllelager-Abdeckung auf allen geeigneten Flächen beziehungsweise Lagerstätten ab 2024.

Parallel dazu ist ein kantonaler Massnahmenplan zur Verminderung der Ammoniak-Emissionen in Erarbeitung. Um den Stickstoffeintrag insgesamt auf das zulässige Mass vermindern zu können, sind zusätzliche Massnahmen notwendig, z.B. bei der Ernährung, der Mobilität und bei der Nutzung von fossiler Energie.
 

Luftverschmutzung als Ursache für Krankheiten und vorzeitige Todesfälle

Feinstaub, Russ, Ozon und Stickstoffdioxid sind besonders gesundheitsschädlich. Sie führen zu Atemwegs- und Herz-Kreislauferkrankungen sowie vermutlich zu weiteren Gesundheitsfolgen wie Diabetes, Atemwegsallergien und niedrigem Geburtsgewicht. Besonders betroffen sind Kinder, ältere Personen oder Menschen mit Vorerkrankung von Atemwegen oder Herz-Kreislaufsystem.

Feinstaub und Russ

Feinstaub (PM10, PM2.5) kann bis in die Lunge vordringen. Die gröberen Bestandteile des Feinstaubs wirken in den Atemwegen und verursachen Husten, Asthmaanfälle und Atemwegserkrankungen. Feinere Bestandteile können weiter in unseren Körper vordringen, bis in die tiefsten Atemwege. Teilweise gelangen sie über die Lungenbläschen sogar bis in die Blutbahn. Dort können sie Herzrhythmusstörungen verursachen und Herz-Kreislauf-Probleme verstärken. Russ und seine Begleitstoffe vergrössern das Lungenkrebsrisiko.
 

Stickstoffdioxid

Stickstoffdioxid (NO₂ aus NO_x Emissionen) führt zu Entzündungen in den Atemwegen und verstärkt die Reizwirkung von Allergenen. Längerfristig häufen sich Infektionskrankheiten und die Lungenfunktion verringert sich. Neben der direkten gesundheitsschädigenden Wirkung trägt Stickstoffdioxid auch zur Bildung von bodennahem Ozon sowie sekundärem Feinstaub bei und macht einen Teil des Stickstoffeintrags aus der Atmosphäre in empfindliche Ökosysteme aus.

Ozon

Ozon kann die Schleimhäute von Augen, Nase und Atemwegen reizen. Bei hohen Ozonwerten in der Aussenluft treten Beschwerden am ehesten bei Personen auf, die sich im Freien während längerer Zeit körperlich anstrengen. Die Empfindlichkeit ist individuell sehr unterschiedlich. Bei Menschen mit Allergien oder Asthma kann Ozon die entsprechenden Symptome verstärken. Im Allgemeinen ist der Aufenthalt im Freien aber unproblematisch.

Gesundheitsgefährdung besteht auch unterhalb der aktuellen Grenzwerte

Die Weltgesundheitsorganisation WHO hat im Jahr 2021 ihre Empfehlungen zur Luftqualität erneuert, die den Schutz der menschlichen Gesundheit zum Ziel haben und den neusten Stand des Wissens berücksichtigen. Es zeigt sich, dass sich die schädlichen Auswirkungen nicht auf hohe Belastungen beschränken, sondern auch bei Konzentrationen weit unterhalb existierender gesetzlicher Grenzwerte zu beobachten sind. Diese Situation wird gegenwärtig durch die Eidgenössische Kommission für Lufthygiene bewertet, um Vorschläge zur Gesetzgebung an den Bund zu machen.

Schäden durch Luftschadstoffe verursachen hohe Kosten

Die volkswirtschaftlichen Schäden durch Luftschadstoffe sind sehr hoch. Bei der Kostenberechnung werden Gesundheits- und Umweltschäden sowie die durch die wichtigsten Luftschadstoffe verursachten verlorenen Lebensjahre der Bevölkerung in volkswirtschaftliche Kosten umgerechnet. Allein der Schaden durch Feinstaub (PM2.5) bezifferte sich in der Stadt Zürich im Jahr 2020 auf 1,4 Milliarden Schweizer Franken.