Stickstoffoxide (NOx) entstehen bei Verbrennungsprozessen, zum Beispiel in Industrieanlagen, Kraftwerken und Motoren. Die Emissionen aus Schornsteinen werden weit verteilt und tragen zur Hintergrundbelastung bei. Die Abgase des Straßenverkehrs wirken dagegen auch unmittelbar auf Anwohnerinnen und Anwohner ein. Eine Gesundheitsgefahr geht vor allem von Stickstoffdioxid (NO2) aus. Es reizt das Schleimhautgewebe im gesamten Atemtrakt und kann durch dabei auftretende Entzündungen die Wirkung anderer Luftschadstoffe verstärken. Erhöhte NO2-Konzentrationen sind mit Atemwegs- und Herz-Kreislauf-Erkrankungen verbunden. Zudem ist NO2 eine wichtige Vorläufersubstanz für die sommerliche Ozonbildung in den bodennahen Luftschichten.
Hauptverursacher von Stickstoffdioxidbelastungen in den Städten sind Fahrzeuge mit Verbrennungsmotor, insbesondere mit Dieselmotoren. Von den 12,2 Millionen in Nordrhein-Westfalen zugelassenen Kraftfahrzeugen sind 4,0 Millionen dieselbetrieben (Stand Oktober 2020). Diese stoßen in Summe mehr Stickoxide aus als benzinbetriebene. Erst mit Einführung der Abgasnormen Euro 6/VI und Euro 6d -TEMP gehen die Stickstoffoxidemissionen der Diesel flotte zurück. Ferner können Binnenschiffe insbesondere in Rheinanliegerstädten einen relevanten Beitrag zu den lokalen Stickstoffoxidemissionen leisten. Der messbare Einfluss ist meist stark auf die Flussnähe beschränkt, beispielsweise auf die Uferpromenaden.
QUECKSILBER, DAS GIFTIGSTE NICHT RADIOAKTIVE ELEMENT
In unseren Breiten gelangt Quecksilber vor allem durch kohlegefeuerte Großkraftwerke in die Umwelt. Auch die Chemie-, Schwer- und Zementindustrie sowie die Abfall- und Abwasserbehandlung geben es ab. Sich in Boden und Wasser ablagerndes Quecksilber wird durch Mikroorganismen in organisches Methylquecksilber umgewandelt. So kann es über die Nahrungskette in Lebensmittel gelangen. Besonders Meeresfrüchte und Raubfische wie Thunfisch oder Aal gelten als belastet. Methylquecksilber ist fettlöslich und hochtoxisch. Es kann die Blut-Hirn- und die Plazentaschranke überwinden und das Gehirn und das zentrale Nervensystem schädigen. Föten und Kleinkinder sind besonders gefährdet. Deutschland ist einer der größten Quecksilberemittenten Europas. Der Anteil Nordrhein-Westfalens liegt bei schätzungsweise einem Drittel. Zwar waren auch im Jahr 2019 die größten Emittenten die Braunkohlekraftwerke Neurath mit 471, Niederaußem mit 327 und Weisweiler mit 200 Kilogramm. Ihr Ausstoß konnte jedoch kräftig reduziert werden gegenüber den Vorjahren.
Da in deutschen Ballungsräumen der Jahresmittelgrenzwert von 40 Mikrogramm Stickstoffdioxid pro Kubikmeter Luft vielfach überschritten wurde, leitete die EU-Kommission im Jahr 2015 ein Vertragsverletzungsverfahren ein. Mittlerweile liegt auch eine Klage vor dem Europäischen Gerichtshof vor. Zudem wurden Klagen auf Änderung der Luftreinhaltepläne zur raschen Einhaltung des NO2-Grenzwertes eingereicht. Von den 14 Klagen gegen Nordrhein-Westfalen wurden bisher 13 auf dem Vergleichsweg beendet. Damit wurden umfassende Maßnahmen fixiert und in die Luftreinhaltepläne aufgenommen, die nachweislich wirken: zum Beispiel die Nachrüstung von Bussen mit Stickoxidminderungssystemen, umweltsensitive Verkehrssteuerungen, Umweltspuren, Geschwindigkeitsbegrenzungen, neue Radwege und Verbesserungen im öffentlichen Personennahverkehr.
Die NO2-Konzentration sank im städtischen Hintergrund stetig. Während im Jahr 2019 noch 16 Probenahmestellen in 8 Kommunen (Dortmund, Düsseldorf, Essen, Gelsenkirchen, Hagen, Köln, Oberhausen und Wuppertal) einen Jahresmittelwert von mehr als 40 Mikrogramm pro Kubikmeter aufwiesen, wurde 2020 erstmalig in allen Städten Nordrhein-Westfalens der NO2-Jahresgrenzwert eingehalten. Der Jahresmittelwert der Verkehrsmessstationen sank dabei durchschnittlich um etwa 17 % im Vergleich zum Vorjahr. Der landesweit höchste NO2-Jahresmittelwert wurde 2020 mit 39 Mikrogramm pro Kubikmeter in Düsseldorf-Bilk und am Graf-von-Galen-Ring in Hagen ermittelt. Ein weiteres Beispiel für die erzielten Minderungen ist der Clevische Ring in Köln: Lag der Jahresmittelwert im Jahr 2017 noch bei 62 Mikrogramm pro Kubikmeter, sank er 2020 auf 35 Mikrogramm pro Kubikmeter.