Stadtbewohner in Deutschland können alles andere als Aufatmen: Zu viel gefährliches Stickstoffdioxid schwebt in der Luft - besonders an stark befahrenen Straßen. An 57 Prozent der Messstationen wurden 2016 der Grenzwert von 40 Mikrogramm pro Kubikmeter im Jahresmittel überschritten. Das teilte das Umweltbundesamt (UBA) mit. "Schuld sind vor allem Diesel-Autos", sagte UBA-Präsidentin Maria Krautzberger zur Begründung.

Die Rangliste der belasteten Dunstglocken-Städte führt Stuttgart an. Besonders groß war die Belastung zum Jahreswechsel wegen der zusätzlichen Silvesterknallerei. Deshalb macht sich Oberbürgermeister Fritz Kuhn Gedanken über das Jahresende 2017. Direkt nach Neujahr bildeten Schwefelrückstände giftige Schwermetall-Verbindungen. Sie hatten bei den Feuerwerksraketen die grellen Farben in den Himmel gezaubert und sich danach als grobe Stäube getarnt.

Giftige Luftlasten in der Stadt

"Eine ungewöhnlich hohe Belastung für eine kurze Zeit", gibt Marion Wichmann-Fiebig vom UBA Entwarnung. Obwohl: Etwa 15 Prozent der jährlich im Straßenverkehr abgegebenen Feinstaubmenge gehen auf das zurück, was beim Jahreswechsel "verschossen" wurde. 

Besonders eifrig waren die Leipziger beim Böllern. Um ein Uhr wurden 1860 Mikrogramm Feinstaub pro Kubikmeter Luft gemessen. Erlaubt sind höchstens 50 Mikrogramm pro Kubikmeter Luft - allerdings über den Tag verteilt. Auch in München und Nürnberg lagen die Konzentrationen kurzzeitig über 1000 Mikrogramm pro Kubikmeter Luft. Doch dort hatte sich der Mief bald verzogen. 

Stuttgart - Hauptstadt der schlechten Luft

Stuttgart hat ein anderes Problem. Die Stadt liegt im Tal. Der Wind bläst über die Höhen hinweg, doch im Winter stauen sich am Neckar Kälte und Luft. Oberbürgermeister Kuhn erwägt daher, privates Silvesterfeuerwerk am letzten Tag des Jahres in seiner Stadt zu verbieten. Der Grünen-Politiker lässt derzeit die rechtlichen Grundlagen für ein Verbot prüfen. Wegen der Böllerei zum Jahreswechsel waren die Feinstaubwerte am neuralgischen Neckartor im Tagesmittel auf 172 Mikrogramm pro Kubikmeter Luft gestiegen. 

Das bedeutet Feinstaubalarm. Die Stuttgarter kennen das schon. Sie sind bei solchen Werten angehalten, möglichst keine Kamine zu heizen. Autofahrer sollen freiwillig auf öffentliche Verkehrsmittel umsteigen. Fahrverbote haben die Behörden noch nicht ausgesprochen. 

"Laut Vorgaben der Europäischen Union darf der Grenzwert an insgesamt 35 Tagen pro Jahr überschritten werden", sagt Marion Wichmann-Fiebig, Leiterin der Abteilung Luft beim UBA. "Durch das Silvesterfeuerwerk verzeichnen wir nun einmal regelmäßig Überschreitungen gleich am ersten Tag des Jahres."

Die Messstelle am Stuttgarter Neckartor zeigte vergangenes Jahr 59 Mal überhöhte Werte an. 2015 wurde der EU-Grenzwert an 72 Tagen überschritten.

Vielerorts fehlende Abgasreinigung in Kraftwerken und Industrie

In Polen wurden auch ohne Silvesterknallerei die europaweit geltenden Grenzwerte in diesem Winter um ein Vielfaches überschritten. Die Luft wird durch Staubpartikel fast überall verunreinigt, weil der Staat Kohlekraftwerke immer noch subventioniert.

"Die Kraftwerke entsprechen dort noch nicht alle den EU-verpflichtenden Standards. Sie haben eine Ausnahmegenehmigung und müssen die Technik erst in diesem Jahr auf den neuesten Stand bringen", beschreibt Meteorologin Marion Wichmann-Fiebig die Lage. Die Kältewelle in Polen veranlasst die Menschen, kräftig zu heizen. In diesem Jahr war es so kalt, dass schon bis Anfang Januar 65 Menschen erfroren waren. 

Auch in Peking herrscht die höchste Smog-Alarmstufe: rot! Kindergärten und Grundschulen blieben wegen dicker Luft geschlossen. Der Verkauf von Atemschutzmasken hat Hochkonjunktur, obwohl diese vor vielen Giften, wie etwa Stickoxiden gar nicht schützen.

Feinstäube, Industrierückstände, Autoabgase stauen sich in der kalten Luft in Bodennähe bei Windstille. Die Sonne erwärmt zwar am Tag die Luft, ihr fehlt bei der Inversionswetterlage aber die Kraft, den Erdboden zu erwärmen. Autoabgase am Boden und die Kaltluft bilden zusammen Bodennebel oder Smog.

Die Behörden in den betroffenen Städten reagieren unterschiedlich darauf: In Polens Hauptstadt Warschau war die Benutzung der öffentlichen Verkehrsmittel kostenlos. In Chinas Metropole Peking waren die Behörden zuletzt rigoroser: Jedes zweite Auto wurde mit einem Fahrverbot belegt. "Die Abgasreinigung dort befindet sich vielfach noch auf unserem Niveau der 1960er bis 70er Jahre" erklärt Wichmann-Fiebig die Ursachen. 

Aufgrund hoher Feinstaub und Stickoxid-Werte musste auch in Madrid und Paris jedes zweite Auto stehenbleiben. Übrigens: Neben den Abgasen, verursacht auch der Abrieb von Autoreifen Feinstäube. Die Stuttgarter werden in diesen Tagen indes zunächst einmal angehalten, freiwillig auf Bus, Bahn oder Rad umzusteigen. Dicke und dreckige Luft sind die Bewohner wegen der besagten Kessellage gewöhnt.

Seit 1965 misst das Amt für Umweltschutz in Baden-Württembergs Hauptstadt die Luftbelastung. Und auch das Bundesland betreibt ein ganzes Netz von Messstationen. Sie zeigen an, dass die Belastung durch Schwefeloxid und Staubniederschlag zwar stark abgenommen hat. Die Schadstoffe, die durch Abgase freigesetzt werden wie Stickoxide, Feinstaub (PM10) und Ozon, stagnieren dagegen auf hohem Niveau.

Luft kennt keine Grenzen

Das UBA beobachtet auch grenzüberschreitende Emissonstransporte. Die Statistik der Behörde reicht bis in Zeiten des Kalten Krieges zurück: "Die Staaten haben sich damals schon im Rahmen der Genfer UN-Luftreinhaltekonvention Gedanken über Luftqualität gemacht", erinnert sich Marion Wichmann-Fiebig. "Doch redeten alle vom Waldsterben und nicht von schlechter Luft", fügt die Wetterexpertin hinzu. 

1999 verpflichteten sich die EU-Staaten, Messstellen an belasteten Straßen und Industrieanlagen aufzustellen. Seitdem seien die Stickoxid- und Schwefelemissionen insgesamt stark zurückgegangen. Stickstoffmonoxid (NO) und Stickstoffdioxid (NO2) sind Abfallprodukte des Verbrennungsprozesses in Automotoren.

Ozon gehört zu den Luftschadstoffen, die bei Sonneneinstrahlung erzeugt werden und im Sommer zu Smog führen. Schwefeldioxid (SO2) entsteht vorwiegend bei der Verbrennung fossiler Brennstoffe in Industrie, Haushalten und Kfz-Verkehr sowie bei der Eisen- und Stahlerzeugung, Zellstoffherstellung und Düngemittelproduktion.

Auch polycyclische aromatische Kohlenwasserstoffe (PAK) gehören zu den Schadstoffen, die es laut UBA noch zu reduzieren gilt. Sie entstehen bei der Verbrennung von Dieselruß, sind in Teer- und Erdölprodukten enthalten. Außerdem wird die Luft durch Prozesse verunreinigt, bei denen Feinstäube in unterschiedlichen Partikelgrößen miteinander reagieren. 

Giftige Dioxine entstehen bei der Verbrennung von Chlor und organischem Kohlenstoff, bei Waldbränden und Vulkanausbrüchen oder auch in der Metallgewinnung und -verarbeitung.  

Und noch immer wird aber zu viel Ammoniak in der Luft freigesetzt. Dieser stammt allerdings nicht vom verkehr und aus der Industrie sondern aus der Landwirtschaft - vom Düngen mit Gülle. 

Einträge durch Stickstoffoxid aus dem Straßenverkehr, an deren Entstehung Ammoniak beteiligt ist, und Ozon nennt Marion Wichmann-Fiebig als Hauptprobleme für Umwelt und Gesundheit. "Wir messen keine Spitzenwerte mehr bei Ozon, weil die Industrie flüchtige Kohlenwasserstoffe bei der Verbrennung von Motoren eliminieren konnte. Aber es werden dennoch regelmäßig Zielwerte überschritten. Dieser Umstand bereitet uns Kopfzerbrechen, weil die Ozonchemie so kompliziert ist", gibt die UBA-Luft-Expertin Wichmann-Fiebig zu.

Aggressive Mikro-Partikel dringen in Zellen

Viele toxische Substanzen werden nicht erfasst, wie ultrafeine Partikel, die aufgrund ihres geringen Gewichts nicht gewogen werden können. Sie entstehen bei Verbrennungsprozessen in Kraftwerken und Flugzeugen. Die Partikel dringen tief in die Lungen und in Körperzellen ein. Einige können sogar die Blut-Hirnschranke überwinden. 

Die Luftverschmutzung beeinträchtigt die Atemwege, kann Lungenkrebs verursachen, löst Herz-Kreislauf-Erkrankungen aus und führt zum früheren Tod. Alljährlich weist die Europäische Umweltagentur darauf hin, dass rund eine halbe Million Europäer unter 65 Jahren vorzeitig an chronischen Krankheiten sterben - viele davon aufgrund von schlechter Luft. 

"Ich bin immer wieder entsetzt über die Zahlen, aber es gibt in der Öffentlichkeit keinen Aufschrei", beschreibt Marion Wichmann-Fiebig ihre Reaktion. "Schauen wir doch auf den Diesel-Skandal. Das erste Argument betraf den Wertverlust der manipulierten Fahrzeuge. Meine Sorge war, dass noch mehr Stickstoffmonoxid emitiert wurde als bekannt war. Doch Fragen nach der Gefährdung der Gesundheit waren in der öffentlichen Diskussion nicht relevant", gibt Wichmann-Fiebig zu bedenken. 

Feinstaub - das abstrakte Problem

Das liegt vielleicht daran, dass Feinstaub nicht riecht, unsichtbar ist und geschmacklos. "Wir haben auch mit Experten, darunter Psychologen, diskutiert und sind zu der Erkenntnis gekommen, dass man dem Problem nicht ausweichen kann: Wir müssen ja schließlich atmen," sagt sie. 

Besser entwickelte Fahrzeugtechniken, ein geringerer Kraftstoffverbrauch und verbesserte Kraftstoffe könnten zur Abnahme der Emissionen führen. Zumindest haben sich die EU-Staaten im vergangenen Dezember verpflichtet, die Freisetzung der fünf Luftschadstoffe Feinstaub, Schwefeldioxid, Stickoxide, flüchtige organische Verbindungen als Vorstufe von Ozon und Ammoniak zu reduzieren. 

Deutschland soll bis 2030 seine Ammoniak-Emissionen durch Tierhaltung und Düngung um 29 Prozent verringern, Frankreich um 13 Prozent und Österreich um 2 Prozent. Bis 2030 will die EU die Zahl der vorzeitigen Todesfälle durch Luftverschmutzung halbieren.