Luftqualität in Charlotte

Warum hat Charlotte eine ungesunde Luftqualität?

Die ungesunde Luftqualität von Charlotte ist auf eine Kombination aus der PM2,5- und Ozonbelastung zurückzuführen. Im Jahr 2019 übertraf Charlotte die Bundesnormen für beide Schadstoffe. Während die Nichteinhaltung der Ozonnormen mit den letzten Jahren übereinstimmt, war die Nichteinhaltung der jährlichen PM2, 5-Zielwerte ungewöhnlich. Mit Ausnahme des Jahres 2019 befindet sich Charlotte seit 2010 innerhalb der bundesstaatlichen Zielvorgaben für PM2,5.

Die Luftqualität in Charlotte steht vor Herausforderungen, die mit einer wachsenden Bevölkerung und Wirtschaft einhergehen. Zwischen 2004 und 2014 wurde der Metrobereich von Charlotte als der am schnellsten wachsende in der Nation eingestuft.¹ Die Bevölkerung der Stadt, die zuletzt auf etwa 886'000 Einwohner geschätzt wurde, macht Charlotte zur 15. bevölkerungsreichsten Stadt der USA.

Mit einer wachsenden Bevölkerung ist der Neubau von Wohnungen und Bürogebäuden gestiegen, um die Nachfrage zu befriedigen. Zwanzig Wolkenkratzer sind derzeit im Bau, vor kurzem fertiggestellt oder geplant. Neue Entwicklungen und die Nachfrage haben dazu beigetragen, dass Charlotte als Lastwagen- und Güterverkehrsknotenpunkt für die Ostküste gewachsen ist. Diese Veränderungen bringen zwar erhöhte Emissionen mit sich und stellen eine Herausforderung für die Aufrechterhaltung der nach unten tendierenden Verschmutzungsniveaus dar, aber die seit langem bestehenden Emissionsquellen in Charlotte machen den größten Teil der stadtweiten Verschmutzung aus.

Luftverschmutzungsquellen werden oft in eine von drei Quellen eingeteilt: mobile Quellen (Kraftfahrzeuge, Züge und Flugzeuge), stationäre Quellen (Kraftwerke, Erdölraffinerien und Fabriken) und Flächenquellen (landwirtschaftliche Gebiete und Holzfeuerstellen).

In US-amerikanischen Großstädten machen mobile Quellen, einschließlich der Emissionen von Autos und Lastwagen, in der Regel mehr als die Hälfte der Schadstoffemissionen einer Stadt aus.² Die Reduzierung der Emissionen durch den Übergang zu saubereren Kraftstoffen und kraftstoffsparenden, emissionsärmeren Fahrzeugen, wie zum Beispiel Elektro- oder Hybridfahrzeugen, stellt hier oft eine der größten Chancen für die Städte dar, ihre Schadstoffbelastung zu verringern.

Stationäre Emissionsquellen in Charlotte machen den nächstgrößeren Anteil der Emissionen aus und sind für 38 Tonnen PM2,5, 323 Tonnen PM10, 1'131 Tonnen VOCs und 388 Tonnen NO₂ verantwortlich.³

Erfüllt Charlotte die Luftverschmutzungsstandards der EPA?

Charlotte hat es 2019 nicht geschafft, die Standards der Environmental Protection Agency (EPA) für die beiden am weitesten verbreiteten und schädlichsten Luftschadstoffe der Nation zu erfüllen: Ozon (O₃) und Feinstaub (PM2,5).

Ozon (O₃) ist ein hoch korrosiver gasförmiger Schadstoff, der die Lunge angreift, indem er chemisch mit ihr reagiert. Im Gegensatz zu den meisten von der EPA gemessenen und gehandhabten Schadstoffen ist Ozon ein sekundärer Schadstoff, was bedeutet, dass er im Allgemeinen nicht direkt freigesetzt wird, sondern in der Atmosphäre entsteht, wenn primäre Schadstoffe mit dem Sonnenlicht reagieren. Das Einatmen von Ozon kann Brustschmerzen, Husten, Kurzatmigkeit und Rachenreizungen verursachen. Zu den Langzeitschäden können dauerhafte Lungenschäden, Asthma und chronisch obstruktive Lungenerkrankung (COPD) zählen.

Die föderalen Ozongrenzwerte werden in Form eines Freibetrags für gesundheitsschädliche Tage mit hohen Ozonwerten angegeben. Städte, die ein zweijähriges gewichtetes Mittel von 3,2 Tagen ungesunder Luftverschmutzung überschreiten, erfüllen die EPA-Richtlinien nicht. Von 2016 bis 2018, dem letzten Überwachungszeitraum, der im Bericht der American Lung Association „State of the Air“ ausgewertet wurde, verzeichnete die Luftqualität in Charlotte im Durchschnitt 4,7 ungesunde Ozontage und übertraf damit die Zielvorgabe um etwa 47 Prozent.⁴ Dieser gewichtete Durchschnitt versucht, Tage, die „orange“ (ungesund für empfindliche Personen), „rot“ (ungesund für die Allgemeinheit) und „violett“ (sehr ungesund) sind, im Verhältnis zu ihrem Risikoniveau zu berücksichtigen. Im Jahr 2018 erlebte Charlotte 14 „orangefarbene“ Tage, aber keine Tage in der Kategorie „rot“ oder „lila“.

Die PM2,5-Verschmutzung ist eine Mischung aus Feinstaubpartikeln mit einer Größe von weniger als 2,5 Mikrometern. Seine geringe Größe, und nicht seine chemische Zusammensetzung, verleiht diesem Schadstoff die charakteristische Eigenschaft, tief in die Lunge eindringen zu können, manchmal die Blutbarriere zu umgehen und weitreichende gesundheitliche Auswirkungen zu verursachen.

Die US-Umweltbehörde EPA empfiehlt, dass die jährliche PM2,5-Konzentration 12 µg/m³ oder den „guten“ AQI-Grenzwert der USA nicht überschreiten sollte. Die Weltgesundheitsorganisation (WHO) verwendet eine strengere Leitlinie, die jährliche PM2,5-Konzentrationen von nicht mehr als 10 µg/m³ vorsieht. Im Jahr 2019 übertraf Charlotte mit einem Jahresdurchschnitt von 12,2 µg/m³ zum ersten Mal seit 2013 beide Schadstoffgrenzwerte.

Sieben Monate im Jahr 2019 lagen die durchschnittlichen PM2,5-Werte in der „moderaten“ US-AQI-Kategorie: Mai (12,7 µg/m³), Juni (13,9 µg/m³), Juli (15,6 µg/m³), August (15 µg/m³), September (16,3 µg/m³), November (13,7 µg/m³) und Dezember (12,2 µg/m³). Obwohl Monatsdurchschnitte keine von der EPA regulierte Messgröße sind, sind die hohen PM2,5-Werte von Charlotte hier den hohen Jahreswerten gewichen.

Verfolgen Sie die Live-Luftqualitätsdaten von Charlotte oben auf dieser Seite. Die Farben entsprechen den entsprechenden EPA-Werten, während der erwähnte „Hauptschadstoff“ angibt, welcher Schadstoff, in der Regel PM2,5 oder Ozon, die gefährlichste Konzentration aufweist und die Verschmutzungsfarbe (gelb, orange, rot) verursacht.

Woher kommt der Smog in Charlotte?

Smog beschreibt eine verminderte Sichtbarkeit als Folge von Luftverschmutzung. Hohe Ozon- und Partikelbelastungen (PM2,5 und PM10) sind meist auf die Smogbelastung zurückzuführen. Der Charlotte-Smog ist das Ergebnis einer Durchdringung dieser beiden Luftschadstoffe, die im Sommer und Winter in der Regel in sehr hohen Konzentrationen vorhanden sind.

Das Klima von Charlotte wird als feucht subtropisch beschrieben. Mehr als 130 Tage im Jahr liegen über 80°F (26,67 °C).⁵ Das Vorherrschen warmer Tage erhöht die Wahrscheinlichkeit der Ozonbildung, für deren Entstehung Sonnenlicht, Vorläuferschadstoffe (Stickstoffdioxid und flüchtige organische Verbindungen) und Temperaturen über 84°F (28,89 °C) erforderlich sind. Infolge der hohen Temperaturen, die für die Ozonbildung erforderlich sind, dauert die Ozonsaison in Charlotte von Mai bis September. Während dieser Monate erlebte die Luftqualität von Charlotte im Jahr 2018 14 „orange“ Tage für ungesundes Ozon. Ozonwarnungen sind besonders häufig am Nachmittag, wenn die direkte Sonneneinstrahlung und die Temperaturen am stärksten sind.

Während die sommerlichen PM2,5-Werte in Charlotte in der Regel relativ niedrig sind, waren die Monate August und September 2019 die Monate mit der höchsten PM2,5-Belastung in Charlotte. Die Kombination von hohen PM2,5- und Ozonwerten führte in dieser Jahreszeit zu besonders starkem Smog.

Der Wintersmog in Charlotte hingegen ist tendenziell eine Folge der erhöhten PM2,5-Belastung durch Holzverbrennung, Hausheizungen und Auto-Leerlauf sowie eines Wetterereignisses, das als „Kaltluftinversion“ beschrieben wird. Kaltluftinversionen treten auf, wenn kalte bodennahe Luft, oft als Folge von Schneebedeckung oder Eis, unter der wärmeren, dichteren Luft darüber eingeschlossen wird. Die verschmutzte Oberflächenluft, die sich nicht normal in der Atmosphäre verteilen kann, erzeugt eine braune Wolke, die über der Stadt hängt.

Grenzüberschreitender Smog, der von nahe gelegenen Städten herrührt, ist eine weitere Quelle der Luftverschmutzung in Charlotte. Die Luftqualität in Albemarle ist mit einer jährlichen PM2,5-Konzentration von 14,6 µg/m³ die schlechteste in North Carolina. Albemarle liegt weniger als 40 Meilen (64,37 km) von Charlotte entfernt.

Was sind die gesundheitlichen Auswirkungen der Luftverschmutzung in Charlotte?

Die US-Umweltschutzbehörde EPA (Environmental Protection Agency) setzt die Konzentrationen von sechs Schadstoffkriterien anhand einer Skala des Luftqualitätsindex (AQI) in Beziehung zur Gesundheitsgefährdung. Der AQI trägt dazu bei, das Risikoniveau in der Luft zu vermitteln, wenn die Luft mehr als einen Schadstoff enthält.

ie EPA strebt eine „gute“ Luftqualität für alle Städte an (Farbcode „grün“). Darüber hinausgehende Werte können entweder als moderat (gelb), ungesund für empfindliche Gruppen (orange), ungesund (rot), sehr ungesund (violett) oder gefährlich (kastanienbraun) eingestuft werden.

Während „moderate“ Verschmutzungswerte die Bundesziele überschreiten, beziehen sich „ungesunde“ Aktionstage nur auf Zeiträume, in denen die Verschmutzungswerte als „orange“ (ungesund für empfindliche Gruppen) oder höher definiert sind. Die Luftqualität in Charlotte war 2018 14 Tage lang durch „orangefarbene“ Luftverschmutzung belastet, wodurch empfindliche Gruppen dem Risiko ausgesetzt waren, gesundheitsschädliche Auswirkungen zu erleiden.

Zu den empfindlichen Gruppen gehören Personen mit bereits bestehenden Herz- und Lungenerkrankungen, Kinder und ältere Menschen, bei denen akute gesundheitliche Auswirkungen wahrscheinlicher sind. Im Landkreis Mecklenburg, dessen Kreisstadt Charlotte die Kreisstadt ist, gibt es 109'194 Personen mit Asthma, 61'333 mit COPD, 728 mit Lungenkrebs, 71'907 mit Herzkrankheiten, 257'713 Kinder unter 18 Jahren und 122'549 Erwachsene über 65 Jahren.

Unerwünschte gesundheitliche Auswirkungen betreffen in der Regel auch unverhältnismäßig viele Menschen mit weniger wirtschaftlichen Ressourcen und politischer Macht. Die Bewohner des historischen Viertels West End sind beispielsweise von Industriezonen, Autobahnbau, Mülldeponien, LKW-Haltestellen, Fabriken und anderen großen Emittenten umgeben.⁶ Die starke Konzentration von Luftverschmutzungsquellen hier erhöht das Risiko dieser Bewohner für Herzkrankheiten, Schlaganfälle und Asthma, drei der häufigsten Todesursachen in North Carolina. Diese unterversorgten Gemeinden neigen nicht nur dazu, ein höheres Maß an Luftverschmutzung zu erfahren, ihren Häusern mangelt es oft auch an solider Luftfilterung und Isolierung, um ihre Innenräume zu schützen. Da sie einen Großteil der Schadstoffbelastung von Charlotte zu tragen haben, hat die Gemeinde im Historic West End schlechtere gesundheitliche Folgen als die Gemeinden in Dilworth / Myers Park.

Die ungerechten Umweltauswirkungen, denen diese Bewohner ausgesetzt sind, sind nicht auf ihre eigene Schuld zurückzuführen, sondern vielmehr das Ergebnis kommerzieller und staatlicher Aktivitäten: ein Problem der Umweltgerechtigkeit, das behandelt werden muss. Clean Air Carolina (CAC) ist eine solche Gruppe, die sich bemüht, diesem Ungleichgewicht entgegenzuwirken und den Gemeinden hier durch die Bereitstellung der erforderlichen Mittel zur Überwachung der Luftqualität und durch Bildungsmaßnahmen zu unterstützen. Dutzende der von CAC unabhängig betriebenen Luftqualitätsmonitore in North Carolina können auf der IQAir-Beitragsseite eingesehen werden.

Verfolgen Sie die Live-Luftqualitätsdaten und Gesundheitsratschläge von Charlotte, um vorbeugende Maßnahmen zur Verringerung Ihres Gesundheitsrisikos anzuleiten.

Wird die Luftqualität in Charlotte besser?

Die Luftqualität von Charlotte hat sich in den letzten Jahrzehnten drastisch verbessert. Maßnahmen für die allgemeine Luftqualität (AQI), PM2,5- und Ozonverschmutzung haben sich alle deutlich verbessert.

Der Luftqualitätsindex (AQI) gibt einen Überblick über die Luftqualität, indem er den Grad des Gesundheitsrisikos in der Luft unter Verwendung des Schadstoffs auf der gefährlichsten Stufe angibt. Seit 2004 hat sich die Anzahl der Tage mit einem „guten“ AQI im Durchschnitt von etwas mehr als 100 auf mehr als 230 Tage mehr als verdoppelt.⁷ Nur noch 3,8 Prozent der Tage werden zudem als ungesund für empfindliche Gruppen eingestuft, 2004 waren es noch rund 6,5 Prozent.

Die Ozonwerte von Charlotte haben sich ebenfalls deutlich verbessert. Die schlimmsten Ozonwerte wurden in der Überwachungsperiode 1997 bis 1999 gemessen. In dieser Zeit verzeichnete der Landkreis Mecklenburg einen gewichteten Jahresdurchschnitt von 92,2 ungesunden Ozontagen.⁸ Von 2016 bis 2018 wurde diese Zahl jedoch auf 4,7 ungesunde Tage reduziert, was dem Bundesziel von 3,2 Tagen näherkommt.

Die Verbesserung der Luftverschmutzung in Charlotte ist den zunehmend strengeren staatlichen und bundesstaatlichen Vorschriften für Industrieanlagen und Kraftfahrzeuge zu verdanken. Zu diesen Vorschriften gehören:

• 1990 Durch Änderungen des Clean Air Act wurden die Grenzwerte für Emissionen aus großen Quellen verschärft und eine strengere Überwachung eingeführt
• Das Gesetz über saubere Schornsteine („2002 Clean Smokestacks Act“) aus dem Jahr 2002 legte Emissionsgrenzwerte für die Kohlekraftwerke in North Carolina fest, um das Vorkommen von Ozonvorläufern und partikelbildenden Emissionen zu reduzieren
• Strengere bundesstaatliche Richtlinien für Kraftfahrzeuge, Erdöl und Dieselkraftstoff
• Lokale Zuschüsse für den Ersatz alternder Dieselmotoren, die Einführung saubererer Energie und die Förderung von Elektrofahrzeugen

+ Quellenverzeichnis

[1] U.S. Census Bureau, Population Division. (2019). Annual estimates of the resident population: April 1, 2010 to July 1, 2018.
[2] National Park Service. (2020). Where does air pollution come from?
[3] Mecklenburg County Air Quality. (2013). Stationary sources.
[4] American Lung Association. (2020). State of the air – 2020.
[5] Current Results. (2020). Charlotte temperatures: averages by month.
[6] Cupini C. (2020, April 22). Clearing the air in the Historic West End.
[7] Mecklenburg County Air Quality. (2020). Mecklenburg County air quality is improving.
[8] American Lung Association. (2018). New air quality report finds North Carolina’s ozone pollution worsened, year-round particle pollution improved.